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Die Petrischale Feng Shui für Zellen

Perfekte Form, billiges Material: Lange blieb die Petrischale über jeden Zweifel erhaben. Doch jetzt schreiben Forscher, das Plastik störe Zellen beim Wachstum. Vor allem die Reproduktionsmedizin horcht auf.

© dpa Die Petrischale ist in vielen Laborbereichen beliebt - auch in der Mikrobiologie

Die Biologie ist eine der Wissenschaften mit den rasantesten Veränderungen - neue Analyseverfahren geben sich gleichsam die Klinke in die Hand. Schwer vorstellbar, dass es dennoch Handwerkszeug gibt, das bereits mehr als ein Jahrhundert nahezu unverändert in Gebrauch ist, dazu in Hunderttausenden von Laboren weltweit. Auf die Petrischale trifft genau dies zu. Sämtliche Versuche, sie in irgendeiner Form noch zu verbessern, sind bislang gescheitert. Die flache, durchsichtige Schale mit Deckel wurde 1887 von Julius Richard Petri, einem Assistenten des Mikrobiologie-Papstes Robert Koch, „erfunden“, in dem er den für die Bakterienzüchtung ungeeigneten Glaskolben den Hals abschlug und lediglich den flachen Boden zur Kultivierung verwendete. Später kam er zusätzlich auf die Idee, die Schalen mit einem flachen Deckel vor der ständigen Fehlbesiedelung durch Keime aus der Luft zu schützen.

Diese Kombination - flacher Boden, flacher Deckel - hat sich nachgerade als Geniestreich für die Biologie erwiesen: Von A bis Z wachsen inzwischen alle Zellkulturen in unterschiedlichen Nährböden der Petrischalen - von den anaeroben Bakterien bis zu den Zysten des Embryos -, sie bilden charakteristische Formationen, die sich durch den durchsichtigen Deckel gut beurteilen lassen, die Größe ist handlich, stapelbar in Brut- und Kühlschränken, und das Material ist billig und unkritisch, brauchbar also für Aufgaben in Entwicklungsländern; aber die Petrischale genügt zugleich auch den höchsten Ansprüchen im Sicherheitstrakt eines Kriegslaboratoriums, das tödliche Erreger unter Verschluss halten will.

Die Form gilt weiter als perfekt

Wenn jetzt im Titel einer aktuellen Veröffentlichung in der Zeitschrift „Journal of Bionic Engineering“ Kritik an der Petrischale geübt wird - „It is Time for a Change: Petri Dishes Weakens Cells“ -, muss also ein guter Grund vorliegen (Bd.9, S.353). Was könnte an diesem Universalwerkzeug auszusetzen sein, das scheinbar alle Wünsche erfüllt. „Die Form ist es nicht“, räumt Andrei Sommer, der Erstautor der Arbeit, ein, „das hat die Forschung lange in die Irre geführt, daran haben sich viele abgearbeitet.“ Sommer ist Physiker und Materialwissenschaftler an dem von Hans-Jörg Fecht geleiteten Institut für Mikro- und Nanomaterialien der Universität Ulm. Das Ulmer Team hat sich stattdessen das Plastik selbst angeschaut. Petrischalen waren früher aus Glas, inzwischen bestehen sie aus Polystyrol, einem glasklaren Polymer. Dieses Material bleibt nicht ohne Einfluss auf die Zellen, die darin gezüchtet werden, durch Prozesse im Nanobereich wird ihr Wachstumsverhalten erkennbar verändert. Zusammen mit Kollegen vom Institut für Biologische Grenzflächen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist dies Sommer zunächst bei Tumorzellen aufgefallen: „Wir konnten zeigen, dass das Material, das wir den Zellkulturen in der Petrischale zur Verfügung gestellt haben, ihre kollektiven Eigenschaften - also wohin wenden sie sich, um als Kolonie weiterzuwachsen - deutlich beeinflusst. Ganz klar kam heraus, dass Polystyrol das Wachstum im Vergleich zu Glas, Diamant und Silizium verlangsamt.“

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