Für den Monat Oktober 2025 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an: Dr. Alexander Potthoff und PD Dr. Jens Soltwisch aus dem Institut für Hygiene: Spatial biology using single-cell mass spectrometry imaging and integrated microscopy. Nature Communications 16(1).2025: 9129 [Volltext]
Spatial Biology untersucht Zellen in ihrem natürlichen Gewebeumfeld. Massenspektrometrie Imaging (MSI) liefert dabei ortsaufgelöste molekulare Informationen, etwa zu Lipiden oder Metaboliten. Eine direkte Kombination dieser Daten mit Fluoreszenzmikroskopie auf demselben Gewebeschnitt war bislang jedoch nicht etabliert, insbesondere nicht mit einer lateralen Auflösung, die Einzelzellanalyse erlaubt.
In dieser Arbeit wurde eine weiterentwickelte t-MALDI-2 Ionenquelle vorgestellt, die hochauflösende MSI und in-source-Mikroskopie unmittelbar miteinander verknüpft. Durch diese Technik können molekulare Profile einzelner Zellen präzise mit morphologischen und proteinbasierten Informationen desselben Schnitts korreliert werden.
Die Machbarkeit wurde anhand zweier biologischer Modelle demonstriert: Bei Makrophagen konnten lipidspezifische Veränderungen während der Phagozytose bis auf subzellulärer Ebene nachvollzogen werden. In Tumorgewebe ließ sich die molekulare Heterogenität infiltrierender Immunzellen charakterisieren und funktionelle Subtypen von Neutrophilen identifizieren. Damit zeigt die Studie das Potenzial der Methode für multimodale Einzelzellanalysen in komplexen Proben.
Die Technik verbindet massenspektrometrische und mikroskopische Bildgebung zu einer analytischen Plattform. Sie erweitert das methodische Spektrum der Spatial Biology um eine Ebene, die molekulare und morphologische Informationen von Zellen direkt zusammenführt. Dies schafft neue Möglichkeiten, zelluläre Mechanismen ortsaufgelöst zu untersuchen.
Die bisherigen ausgezeichneten „Paper of the Month“ finden Sie hier.
Diese Publikation wird in einem der nächsten Brownbag-Lunches der Medizinischen Fakultät vorgestellt.
Foto: MFM/Christian Albiker