Bei der chemischen Einfärbung können spezifische Proteine mit der Hilfe von Antikörpern eingefärbt und so hinsichtlich ihrer Funktionsweise beobachtet werden. Dadurch wird zum Beispiel sichtbar, wie verschiedene Zellen auf Umwelteinflüsse wie Krankheiten und deren Behandlungen reagieren. Aber: „Herkömmlicherweise muss man zur Untersuchung der Moleküle in Zellen Gewebe in einzelne Zellen zerlegen oder in dünne Scheiben schneiden, da Licht und Chemikalien, die für die Analyse benötigt werden, nicht tief in das Gewebe eindringen können“, erklärt Kwanghun Chung vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Dabei würde es die Arbeit der Forschenden deutlich erleichtern, komplette Gewebeproben einfärben zu können, ohne sie dafür zerteilen zu müssen.
Doch das gestaltet sich schwierig: „Stellen Sie sich vor, Sie marinieren ein dickes Steak, indem Sie es einfach in Soße tauchen. Die äußeren Schichten nehmen die Marinade schnell und intensiv auf, während die inneren Schichten weitgehend unberührt bleiben, sofern das Fleisch nicht für längere Zeit eingeweicht wird.“ Biochemisch ausgedrückt binden die Antikörper (die „Marinade“) zwar schnell an ihr Zielprotein, durchdringen das Gewebe aber nur sehr langsam. „Infolgedessen kann es Wochen dauern, bis diese Moleküle in intakte Organe diffundieren, was eine gleichmäßige chemische Verarbeitung von Geweben auf Organebene praktisch unmöglich und extrem langsam macht“, erklärt Chung.
Um dieses Problem zu umgehen, haben Chung und sein Team nun die Wanderung der Antikörper durch das Gewebe beschleunigt, indem sie elektrische Felder anlegten. Dadurch konnten sie Proteine in Zellen des gesamten Gehirns von Mäusen und Ratten markieren und sogar in ganzen Mausembryonen, Mausorganen wie Lunge und Herz und in Teilen des Hirngewebes größerer Tiere, einschließlich uns Menschen. Die Methode benötigte dafür pro Exemplar nur einen einzigen Tag. Dies ist im Vergleich zu früheren Methoden extrem schnell und ebnet der Forschung nun völlig neue Wege.
