Elektroporation ist ein Verfahren, das dazu dient, die Plasmamembran einer Zelle vorübergehend porös zu machen, damit Moleküle ungehindert hindurchtreten können. Es gibt eine Reihe von Anwendungen für dieses Verfahren, die von der DNA-Transfektion von Organismen, die im Labor untersucht werden, bis hin zur gezielten Verabreichung von Medikamenten wie einer Chemotherapie reichen, die mithilfe von Elektroporationstechniken direkt in Krebszellen eingeschleust werden könnten. Mehrere Hersteller von wissenschaftlichen Geräten stellen Geräte her, die für die Elektroporation verwendet werden können.
Bei diesem Verfahren wird einer Zelle oder Gruppe von Zellen ein elektrischer Strom zugeführt. Studien haben gezeigt, dass die Elektroporation sowohl in vitro als auch in vivo an lebenden Zellen innerhalb und außerhalb des Körpers eines Wirtsorganismus, einschließlich einzelliger Organismen, durchgeführt werden kann. Der elektrische Strom durchbricht die Plasmamembran der Zellen und schafft Öffnungen, wo sie vorher nicht existierten.
Wenn eine Substanz mit den Zellen in Lösung ist, wird sie nach dem Einleiten des elektrischen Stroms die Zellmembran passieren. Dann können die Zellen ruhen und sich erholen. In einigen Fällen können bis zu 80 % der Zellen erfolgreich mit der interessierenden Substanz durchdrungen werden. Sobald sich die Zellen erholt haben, können sie kultiviert und getestet werden, um zu bestätigen, dass die Elektroporation erfolgreich war.
Die Elektroporation hat einige Nachteile. Ein Problem besteht darin, dass es zu Zellschäden kommen kann, wenn die Strommenge nicht sorgfältig berechnet wird. Dies ist unerwünscht, wenn es darum geht, gesunde Zellen zu erhalten, die in der Forschung verwendet werden können, oder wenn es darum geht, etwas in eine Zelle eines Organismus einzuführen, ohne die Zelle zu beschädigen. Es ist auch nicht möglich zu kontrollieren, was die Zellmembran passiert, dh wenn Verunreinigungen in der Lösung vorhanden sind oder die Elektroporation nicht in einer kontrollierten Umgebung stattfindet, können potenziell schädliche Moleküle in die Zelle gelangen.
Im Labor wird mittels Elektroporation DNA zum Zwecke der Gentechnik in Zellen eingebracht. Theoretisch könnte das gleiche Verfahren auch für die Gentherapie in lebenden Organismen verwendet werden. Mit Hilfe der Elektroporation können auch Plasmide, Medikamente und andere Arten von Molekülen durch die Zellmembran übertragen werden. Ein Vorteil dieser Technik für die In-vitro-Arbeit im Labor besteht darin, dass eine große Anzahl von Zellen gleichzeitig verarbeitet werden kann, wodurch der Zeitaufwand für die Verarbeitung von Zellen für die Forschung reduziert wird.