Zell- und Gentechniken - Nr. 1/2019 - 20. Jahrgang - Transkript
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Nr. 1/2019 – 20. Jahrgang
Zell- und
Gentechniken
Bild: stock.adobe.com/alex
|transkript 1.2019 laborwelt zell- und gentechnik. I 69
· Zell- und Gentechnik ·
· Der Universalkrebstest ist da ·
· Das Labor aus Glas
· Interview: Woran sterben Zellen wirklich? ·
· Schütteln für den Erfolg ·
· Einzelne Zellen besser dosieren ·
Finanzierunsgrunde Sepsisdiagnostik Akquisition
Sophia Genetics Kapital für Keim- Cellink schnappt sich
Steuert auf IPO ZU sequenzierer Fraunhofer-Produkt
Der in der Nähe von Lausanne beheima- Das Münchner Family Office Wieland Ca- Bereits zwei Jahre nach ihrer Gründung
tete Krebsdiagnostik-Pionier Sophia Gene- pital, der High-Tech Gründerfonds sowie wurde die Stuttgarter Dispendix GmbH
tics SA forciert seinen Wachstumskurs. drei Business Angels haben im Dezember aufgekauft. Für einen Preis von 5 Mio.
Anfang 2019 konnte das Unternehmen 2018 gemeinsam einen siebenstelligen Euro sicherte sich Ende 2018 die schwe-
weitere 77 Mio. US-Dollar an Wachs- Betrag in die Noscendo GmbH investiert. dische Firma Cellink AB (CLNKB:SS) die
tumskapital einsammeln und wird nach Bei der Duisburger Firma steht als nächs- am Fraunhofer IPA entwickelte „Immedia-
der aktuellen Serie E-Runde mit 450 Mio. tes die CE-Zertifizierung ihres Next-Ge- te Drop on Demand“-Technologie (I-DOT).
US-Dollar bewertet. Das Kapital kommt neration-Sequencing-basierten Systems 2017 hatte Dispendix das erste auf I-DOT
unter anderem von Ex-US-Vizepräsident zur Diagnose von blutstromassoziierten basierende Gerät für das kontaktlose
Al Gore, der über seinen Fonds Generation Infektionen an. . Dispensieren im Nanoliterbereich auf den
Investment Management nun 10% an dem Markt gebracht. 2 Mio. Euro zahlt Cellink
Schweizer Start-up hält. Sophia ist ein in bar, 3 Mio. Euro in eigenen Aktien. .
Einzelzellanalyse
Datenanalysehaus, welches Ärzten bei der
Krebsdiagnostik im Klinikalltag unter die Die nächste Antikörper
Arme greift. Die verwendeten Algorithmen Revolution
stammen aus dem Bereich maschinelles Konsortium will
Lernen und funktionieren unabhängig von Die Redaktion des Wissenschaftsmagazins Datenschatz Heben
der Probenaufarbeitungsmethode und der Science hat Ende 2018 die Einzelzellanaly-
Plattform, mit der die Nukleinsäuresequen- se zum Durchbruch des vergangenen Das europäisch-kanadische Forscherkon-
zen von gesundem und Tumor-Gewebe Jahres gewählt. Die umfassende und sortium Ireceptor Plus hat Anfang 2019
bestimmt wurden. Die Bioinformatik- automatisierte Analyse großer Mengen eine Förderzusage über 8,65 Mio. Euro er-
Lösung von Sophia wird derzeit an 850 einzelner Zellen hat das Potential, neue halten. Das Ziel ist, eine Softwareplattform
Krankenhäusern weltweit eingesetzt, was Prinzipien des Zusammenspiels der Zellen zu konzipieren, auf der weltweit alle bisher
einem Zuwachs von mehr als 50% inner- aufzudecken. Forscher erhoffen sich davon und künftig gesammelten Sequenzdaten
halb von anderthalb Jahren entspricht. neue Therapieansätze. Den Science-Re- von menschlichen Antikörpern vereint
Auch Pharmakonzerne wie Novartis und dakteuren zufolge hat die Einzelzell-Revo- werden können. Insgesamt dürfte es sich
Roche gehören zu den Kunden. . lution gerade erst begonnen. . um 1012 einzigartige Antikörper handeln. .
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|transkript 1.2019 Laborwelt Zell- und Gentechnik. I 71
F&E treibt
Wachstum
Von dem Hype bei der Entwicklung von CAR-T-Zell- und Genthe-
rapien haben auch die Hacke-und-Schaufel-Firmen etwas. Die ex-
plodierende Forschungsaktivität in der Akademie beschert Dienst-
leistern, Reagenzien- und Geräteherstellern sattes Wachstum.
Fragt man Martin Schleef, Chef von Plas- Präsentationen (116) wie im Jahr zuvor So berichteten unlängst österreichische
mid Factory, könnten die Zeiten nicht (66), die meisten davon zu CAR-T-Zell- Wissenschaftler darüber, dass sie dank
besser sein. Der Entwickler sogenannter therapien (94; 2017: 46) zeugen davon, epigenetischer Analysen vorbehandel-
Minicircle-Plasmide profitiert von der was sich derzeit in den F&E-Labors von ter einzelner Krebszellen von Patienten
Technologieentwicklung im Feld der Arzneientwicklern, aber auch akademi- Rückschlüsse auf die optimale Kombi-
Zell- und Gentherapie. „Rund drei Viertel schen Innovatoren tut. nationstherapie bei Blutkrebs ziehen
der gut 350 derzeit entwickelten CAR-T- Ähnlich wie Schleef, der Plasmide für konnten (vgl. Seite. 7).
Zelltherapien befinden sich im präklini- die Herstellung der benötigten Virus- Neue Konzepte wie jenes der zellmem-
schen Entwicklungsstadium. Verbesserte vektoren produziert, profitieren auch branlosen Kompartimentierung biologi-
Vektoren zur Transfektion von T- oder NK- andere Anbieter vom boomenden Feld scher Funktionen wie der Transkriptions-
Zellen, dendritischer Zellen etc werden der Zell- und Gentechnologie. aktivierung durch Phasentransfer (vgl.
fieberhaft in der Akademie entwickelt. Seite 37) setzen sogar Einzelzellanalysen
Das spüren wir bereits seit zwei Jahren Einzelzellanalyse im Fokus voraus.
deutlich bei der Nachfrage nach unse- Die vom Fachblatt Science zur Techno- Ganz allgemein bietet die Einzelzell-
ren Plasmodien und Minicircle-DNA“, so logie des Jahres 2018 gekürte Einzelzell analyse genaueren Aufschluss über die
Schleef, „auch im Feld Gentherapie.“ analyse wurde zwar bereits vor Jahren arbeitsteiligen Zellfunktionen in hetero-
Der Trend zu Zelltherapien zeigte sich in großen Pharmafirmen erprobt, doch genen Zellverbänden, wie zum Beispiel
auch auf der Jahrestagung der American angesichts gewinnträchtiger Anwendun- Tumoren, Organen oder Embryonen
Society of Hematology (ASH), Anfang gen drängt sie erst jetzt verstärkt in den –und damit verbesserte Informationen
Dezember in San Diego: Doppelt so viele Forschungs- und Anwendungsmarkt. über interessante Zielstrukturen für die
Funktionsanalyse
bessere Funktionsanalyse
Vor Studien auf Genom-, Transkrip-
tions, Proteom- oder Metabolomebene
ist jedoch zuallererst einmal die ver-
lässliche Identifizierung und Isolierung
einzelner Zellen durch Laser capture
Microdissection, FACS, Microfluidics
(vgl. Interview Seite 76), Dielektropho-
retische digitale Sortierung, Raman-
Pinzetten etc. erforderlich (vgl. Seite
80). Erst dann lassen sich Zellmosaike
einzeln analysieren und die Summe
ihrer Funktionen danach wieder zu-
Bildnachweis: InvivoGen
sammenrechnen, um Rückschlüsse
auf die Entwicklung von Geweben,
Krankheiten oder biologischen Fehl-
Lentivirales Transduktionssystem für CAR-T-Zellen funktionen ziehen zu können. TG
72 I Laborwelt Expertenstatement. |transkript 1.2019
Ein Test
für alles
Ein deutsches Unternehmen will einen blutbasierten Test auf
dem Markt plazieren, der unabhängig vom Tumortyp alle Krebs-
leiden rechtzeitig, das heißt bevor der Tumor streut, entdeckt.
LABORWELT sprach mit dem Erfinder und Serienunternehmer
Johannes Coy.
vorhanden ist, dort aber seine Aufgabe – Risiko falsch-positiver und falsch-negativer
Dr. Johannes die Zerstörung der DNA der Tumorzelle – Ergebnisse wird mit einer Sensitivität von
Coy nicht erfüllt. Anti-TKTL1 richtet sich gegen 97,5% und einer Spezifizität von 99,53%
Der promovierte Bio- das Enzym Transketolase-like 1, dessen äußerst gering gehalten. Dass er einfach
loge arbeitete am DKFZ
in Heidelberg und für Spiegel (unter anderem) in Krebszellen durchzuführen und mit 114 Euro für den
die Biotech-Firmen mit ihrem aeroben Vergärungsstoffwech- Patienten preiswert ist, ermöglicht in un-
MTM Laboratories sel erhöht ist. Dieses Gesamtkonstrukt seren Augen – ganz im Gegensatz zu den
und R-Biopharm. Er
ist Gründer der Unter- wird dann mittels Durchflusszytometrie meisten anderen empfohlenen Screening-
nehmen Tavartis, Tavar- gemessen. Die Eignung von DNaseX und verfahren – eine jährliche Durchführung
genix und Zyagnum. TKTL1 als Tumormarker wurde bei bis- des Tests. Das ist insofern sinnvoll, da sich
her mehr als 40 untersuchten Tumorarten Tumore zu Beginn langsam entwickeln. Der
bestätigt. Etliche dieser Versuche führten Übergang von einem lokal wachsenden
Laborwelt. Herr Dr. Coy, Anfang des Jahres übergreifend Wissenschaftler durch, die Tumor hin zu einem invasiv wachsenden
hat die von Ihnen mitgegründete Zyagnum international an verschiedensten Instituten und metastasierenden Krebs ist für die Vor-
AG die Vermarktung des „ersten universellen an DNaseX und TKTL1 forschen. Es gibt sorge entscheidend, da metastasierende
Krebstests für solide Tumore“ forciert. Wel- natürlich bereits einige andere Krebstests Krebsformen bisher nicht heilbar sind.
che Technologie steckt hinter dem Produkt auf dem Markt, die unseres Wissens zwi- Unser Ziel ist es, mit einem konsequenten
und welches Potential birgt es? schen 5 und 15 Tumorentitäten entdecken jährlichen Screeningverfahren mit Pan-
können. Insofern sehen wir uns mit 40 tum Detect einen Tumor rechtzeitig vor der
Coy. Die EDIM-Technologie ist eine Kom- nachgewiesenen Tumorentitäten als ersten Metastasierung zu entdecken, wodurch die
bination aus extrazellulärer und intrazel- universellen Krebstest auf dem Markt. Das Chance auf Heilung ermöglicht wird. ML
lulärer Antikörperfärbung von Monozyten.
Sie beruht darauf, dass diese Immunzel-
len durch den Körper ‚patrouillieren‘
Kritischer PanTum
und dabei ungewünschte Zellstrukturen, Detect
wie Bakterien, Viren oder auch entartete Detektionspunkt
körpereigene Zellen, aufnehmen. Mit ex-
Tumor: Krebs:
trazellulären anti-CD14- und anti-CD16- lokal wachsend oftmals tödlich,
Antikörpern werden ‚aktivierte‘ Monozyten schwer behandelbar
in einer EDTA-Blutprobe markiert. Nach
der Permeabilisierung der isolierten Mo- Gesundes Gewebe Entartetes Gewebe Karzinome in situ Karzinome mit Metastisierende
Matrix Degeneration Karzinome
nozyten werden zwei weitere Marker hin-
zugefügt, die dann im Innern der Zellen
Bildnachweis: Zyagnum AG
an den ‚gefressenen‘ Tumorstrukturen
binden. Diese intrazellulären Marker sind
Apo10- und anti-TKTL1-Antikörper. Apo10
erkennt DNaseX, ein DNA-abbauendes Zyagnum empfiehlt, den Test einmal im Jahr durchzuführen, da sich die meisten Tumore im
Enzym, das in Krebszellen zwar reichlich frühen Stadium nicht innerhalb von 12 Monaten zu einem metastasierenden Krebs entwickeln.
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74 I ADVERtORIAL. |transkript 1.19
Das Labor
aus Glas
Oberflächenbeschichtungen Gene analysieren, Krankheiten
erkennen: Biochips erledigen solche Aufgaben in der Molekular
diagnostik schnell und effizient. Die SCHOTT-Produktgruppe
Nexterion® liefert die nötige Basis für die medizinische Hoch
technologie – speziell beschichtetes Glas.
agnoseverfahren, etwa um aus so wenig
Probenmaterial wie möglich in kürzester
Zeit so viele Ergebnisse wie möglich zu
erzielen.
Schnellerer Nachweis
„Biochips mit unseren beschichteten
Substraten sparen viel Zeit und Geld
und ermöglichen ganz neuartige Diagno-
severfahren“, sagt Marcel Fischer, Ver-
triebsleiter bei SCHOTT Nexterion®. Die
Produktgruppe Nexterion liefert etwa die
Basis für Antikörper-Microarrays: Glas
wird mit einer chemischen Beschichtung
versehen, auf der Antikörper haften. Die-
se werden in einem Raster winziger Punk-
te aufgetragen. Darauf wiederum werden
Proteine aus einer Probe gegeben, die
zuvor mit einem Fluoreszenz-Farbstoff
behandelt wurden. Anschließend wird der
Bei dem Aufbringen von Biomolekülen werden 10.000 mikroskopisch kleine Tröpfchen auf Objektträger eingescannt, die Bindungs-
einen Microarray gespottet. ereignisse treten als rote und grüne Punk-
te hervor. Anhand der so gefundenen Bio-
Kleiner ist schneller, ist effizienter: Was rays, Mikroskopie, Microfluidic, Next marker lassen sich Krankheiten oft schon
in der Computertechnik längst eine Art Generation Sequencing, Single Molecule vor ihrem Ausbruch nachweisen. Aber
Naturgesetz ist, gilt inzwischen auch für Sequencing oder gar das gesamte La- auch in der Forschung helfen Nexterion®-
die medizinische Diagnostik. Wie kann bor auf dem Glas, kurz Lab-on-a-Chip. Substrate, schneller zu Ergebnissen zu
man Krankheiten frühzeitig, schnell und Das Entscheidende: Diese Biochips, die kommen, etwa bei der Krebsdiagnostik
kostengünstig, aber gleichzeitig auch durch zusätzliche Markierungen oder eine oder der Analyse von Genen.
verlässlich erkennen? Gewebe-, Blut- Strukturierung weiter individualisiert wer- „Das Glasmaterial BOROFLOAT ® ist
oder Urinproben einzeln und nacheinan- den können, sie sind so schnell und effizi- für uns die perfekte Ausgangsbasis“,
der zu testen, war bislang langwierig und ent wie ein Computerprozessor. Denn bei so Fischer. „Denn es bietet genau die
aufwendig. Die Lösung: Der Biochip aus der Arbeit im Labor ist die Reproduzier- Eigenschaften, die für unsere Produk-
Bildnachweis: SCHOTT
Glas. Das ist ein gläserner Objektträger, barkeit der Ergebnisse wichtig, aber auch te entscheidend sind. Etwa die hohe
der mit einer funktionellen Beschichtung Geschwindigkeit und Kosteneffizienz Oberflächengüte, die uns ext rem ho-
versehen wird, die ihn für zahlreiche spielen eine große Rolle. Daraus ergibt mogene Beschichtungen ermöglicht.
Technologien tauglich macht: Microar- sich die stetige Miniaturisierung der Di- Und die niedrige Autofluoreszenz von
|transkript 1.19 ADVERtORIAL. I 75
Kapillarkräfte ihren Weg. Für das Einbrin-
gen von Kanälen in Glas hat SCHOTT ein
Verfahren entwickelt, bei dem die Struk-
turen mit Hilfe eines Ultrakurzpulslaser-
Verfahrens in extrem dünne Gläser einge-
bracht werden. Fischer: „Durch die reine
Verwendung von Glas, das wir je nach
Kundenwunsch auch beschichten und mit
anderen Gläsern zu einem Sandwich ver-
binden können, erhält man einen präzisen
Biochip mit hervorragenden Eigenschaf-
ten für den Einsatz in der Diagnostik.“
135 Jahre Erfahrung in der Glasferti-
gung von SCHOTT und 15 Jahre Praxis
Bei einer umfassenden Qualitätskontrolle werden Nexterion-Slides auf mögliche kosmetische in der Produktion von beschichteten Sub-
Defekte geprüft. straten für die Forschung und Diagnos-
tik verbinden sich bei Nexterion zu einer
BOROFLOAT ist besonders wichtig, um die wesentliche Basis für solche Ideen – Hightech-Produktgruppe in einem der
das optische Auslesen der Signale nicht und für das Wachstum von Nexterion in spannendsten Zukunftsmärkte. „Gerade
zu beeinträchtigen.“ Beim Auslesen muss diesem sehr speziellen Bereich der Glas- bei Neuentwicklungen ist die Nähe zu den
das Glas unsichtbar bleiben – eine An- anwendungen.“ Experten von SCHOTT ideal“, so Marcel
forderung, die BOROFLOAT durch seine Fischer. „So können wir den Anforde-
hohe Transparenz und extrem niedrige Für die Mikrofluidik geeignet rungen und Wünschen unserer Kunden
Eigenfluoreszenz in besonderem Maß Dazu gehört auch das „Lab-on-a-Chip“: gerecht werden.“ Schnell, kostengünstig
erfüllt. Größter Vorteil von Nexterion- Wie in einem großen Labor durchlaufen und effizient wie ein Chip – aus Glas.
Produkten: Als Teil der SCHOTT-Gruppe Proben hier biologische, chemische oder
kann der Bereich die Spezifikationen mit physikalische Prozesse, aber das alles Kontaktdaten
dem SCHOTT-Bereich Glasherstellung miniaturisiert auf einem Substrat von der Karola Koban
exakt abstimmen, Verfügbarkeit und Größe einer Fingerkuppe. Viele der Lab- SCHOTT Technical Glass Solutions
Qualitätskontrolle sind über die gesamte on-a-Chip-Verfahren basieren auf der Otto-Schott-Straße 13
Wertschöpfungskette gewährleistet. „Un- Technologie der Mikrofluidik. Je nach An- 07745 Jena
sere Stärke sind langfristig reproduzierba- wendung wird die Flüssigkeit durch ein Telefon: +49 (0)3641/681-4065
re Ergebnisse beim Kunden in Forschung Kanalsystem gepumpt oder findet durch karola.koban@schott.com
und Diagnostik“, so Fischer. „Denn Ärzte
und Patienten müssen sich auf die Diag-
nose verlassen können.“
Die hochspezialisierte Produktion von
Substraten für Biochips benötigt im Mo-
ment noch kleine Glasmengen. Aber der
Markt wächst stetig durch immer neue
Technologien. Wenn es um Infektions-
krankheiten, Genveränderungen oder
Krebserkennung geht, bietet die Moleku-
lardiagnostik in Zukunft große Potentiale.
Neben den etablierten Unternehmen und
Instituten, die etwa an der Krebsfrüh
erkennung arbeiten, bringen immer mehr
Start-ups ihre Innovationen ein – und
eröffnen immer neue Anwendungsbe-
reiche. „Einer unserer Kunden stellt All-
Bildnachweis: SCHOTT
ergietests für Haustiere her, ein anderer
arbeitet daran, Gerüche und Geschmä-
cker mit Hilfe von Biochips zu messen“,
sagt Marcel Fischer. „BOROFLOAT bildet Nexterion-Slides durchlaufen die Ultraschallreinigung in Reinraumbedingungen.
76 I laborwelt Zell- und Gentechnik. |transkript 1.2019
Woran sterben
die Zellen wirklich?
Joachim Wegener und seine Gruppe an der Fraunhofer EMFT auf das kontinuierliche Monitoring der Zellen
entwickeln und optimieren zellbasierte Assays und Sensoren für die nicht voll ausgenutzt. Es lassen sich bereits
Zellanalytik. Es gibt bereits viele ausgereifte Technologien, doch noch verschiedene Gewebe züchten, zum Teil auch
aus Stammzellen. Die modernen Möglichkeiten
kommen sie trotz all ihrer Vorteile nicht flächendeckend zum Einsatz.
der sensorischen Überwachung durch akusti-
sche, impedimetrische oder optische Sensoren
LABORWELT. Woran arbeiten Sie aktuell? brandaktuell. Bereits jetzt können die Zel- werden aber meist nicht ausgeschöpft. Das
len mehrerer Organe integriert auf einem Wohlbefinden der Zellen könnte mit einer viel
Wegener. Was mich umtreibt, ist, Sensorik Chip miteinander kultiviert werden. besseren lateralen und zeitlichen Auflösung
viel mehr als bisher in mikrofluidische Zell- verfolgt werden, als es gemeinhin getan wird.
kulturen zu integrieren. Wir bearbeiten das LABORWELT. Warum wird das Thema Das will unser Team unter anderem gemein-
Problem bislang nur von der sensorischen Sensoren hier immer wichtiger? sam mit der Firma Presens ändern.
Seite.. Organ-on-a-chip, body-on-a-chip
und so weiter – verschiedene Gewebe mi- Wegener. Das Potential dieser Kultivie- LABORWELT. Nehmen wir ein Beispiel:
krofluidisch hintereinander zu schalten, ist rungstechnologien wird derzeit im Hinblick Biopsiematerial von Krebspatienten wird
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BD, the BD Logo and Rhapsody are trademarks of Becton, Dickinson and Company.
© 2019 BD and its subsidiaries. All rights reserved. 1910001349|transkript 1.2019 laborwelt zell- und gentechnik. I 77
in einem Mikrofluidiksystem kultiviert und sel der Zelle oder des Gewebes. Etab-
die Wirkung möglicher Therapeutika an lierte, elektrochemische Verfahren sind
diesem System getestet. Wie kann hier für Mikrofluidiken nicht geeignet, weil
eine bessere Sensorik helfen? sie Sauerstoff verbrauchen – nicht so die
auf Luminiszenz basierenden optischen
Wegener. In einem solchen Szenario Sauerstoff- und pH-Sensoren, die wir
könnte die Sensitivität des Zellmaterials gemeinsam mit Presens auf zellbiologi-
auf verschiedene therapeutische Wirkstof- sche Fragestellungen anwenden. Da sie in
fe parallel untersucht werden. Bei Krebs das Wachstumssubstrat integriert werden
stellt sich natürlich die Frage: Wachsen können, wachsen die Zellen auch auf den
die Zellen in Gegenwart des Wirkstoffes Prof. Dr. Joachim Wegener Sensoren. Damit erreicht das System eine
weiter, bleiben sie unverändert, sterben Gruppenleiter, hohe örtliche und zeitliche Auflösung der
sie – und mit Blick auf ihre Fähigkeit, Fraunhofer EMFT Regensburg pH- und Sauerstoffsituation innerhalb des
Die Fraunhofer EMFT betreibt angewandte
Metastasen zu bilden: Bewegen sie sich? Forschung an Sensoren und Aktoren Chips. Ein gutes Einsatzfeld dieser Senso-
Zellformveränderungen und Zellbewe- für Mensch und Umwelt. ren ist die Vitalitätsbestimmung während
gungen lassen sich sehr exakt mit einer eines Experimentes. Die Zellen sollten in
Impedanzanalyse auslesen, ohne die Zellen einem Zustand kultiviert werden, der der
Bildnachweis: Universität Regensburg
dabei zu beeinflussen. Solche generischen, LABORWELT. Was gibt es neben den In-vivo-Stituation möglichst nahe kommt.
universell einsetzbaren Sensoren sind un- Impedanzsensoren noch für Optionen? Bei manchen Set-ups leidet die Zelle an
sere Spezialität in der Gruppe. Sie sind Sauerstoffüber- oder -unterversorgung
nicht-invasiv, markerfrei und automati- Wegener. Die pH- und Sauerstoffsen- – und nicht aufgrund des veränderten ex-
sierbar. Die beschriebene Impedanzsen- sorfilme. Mit der gleichzeitigen Messung perimentellen Parameters. Die optischen
sorik basiert auf dünnen Filmelektroden, beider Parameter erhält man einen diffe- Sensoren können helfen, dieses Problem
auf denen die Zellen wachsen. renzierten Eindruck über den Stoffwech- zu erkennen. ML
TM
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Erfolg in vierter
Generation
Zellkultivierung INFORS HT hat eine neue, optimierte Version
des Multitron-Inkubationsschüttlers für noch bessere Kultivierungs-
bedingungen lanciert. Mehr als 20 Jahre nach der erstmaligen Markt-
einführung des Multitron-Schüttlers besticht die vierte Generation mit
besten Kultivierungsbedingungen.
Die neue Multitron wird in einem neuen mit wenigen Teilen aus und ist daher be- oberste Einheit bleibt nach wie vor mit
Design präsentiert und bietet Forschern sonders einfach zu reinigen. Zusammen einer bequemen Arbeitshöhe von 1,40 m
noch bessere Voraussetzungen für die mit der neuen UV-Dekontamination, der zugänglich. Der neue Türmechanismus
Kultivierung von Mikroorganismen, Zell- kondensatfreien Direktdampfbefeuch- und die schnelle Start-Stopp-Automatik
kulturen und phototropen Organismen – tung und der antibakteriellen Gehäusebe- minimieren die Unterbrechungen wäh-
und das bei einfacher Bedienung sowie schichtung erfüllt die Multitron die hohen rend der Kultivierung.
ungeschlagener Kapazität bei minimalem Anforderungen für Zellkultur-Anwendun-
Platzbedarf. gen. SCADA-Ansteuerung integriert
Zudem erfüllt die neue Multitron die „Die neue Multitron kombiniert die be-
Vorteil Hygiene zunehmenden Effizienzansprüche in der währten Vorteile mit neuen Features als
Durch das neue Temperierkonzept wird Biotechnologie. Wie auch bei der Vorgän- Antwort auf die Trends und die geän-
eine optimale, gradientenfreie Tempera- gerversion ist die Kapazität des Inkubati- derten Anforderungen in Forschung und
turuniformität erreicht, die vergleichbare onsschüttlers im Verhältnis zum Platzbe- Entwicklung, wie etwa die fortschreiten-
Wachstumsbedingungen für alle Batches darf einzigartig. In einer Dreifachstapelung de Digitalisierung. So bietet die Multitron
garantiert. Dazu bietet die neue Multitron können über 50 Liter beziehungsweise ab jetzt eine Ethernet-Schnittstelle, mit
ein verbessertes Hygienedesign. Der In- 23.000 Parallelansätze kultiviert werden, der einfach SCADA-Softwares wie eve®
nenraum mit abgerundeten Ecken kommt obwohl das Gerät nur 1 m breit ist. Die angebunden werden können“, erklärt Dr.
Dirk Hebel, Produktmanager Bioprocess
Equipment bei INFORS HT. Die neue
Multitron kann seit Mitte Januar bei allen
INFORS HT-Filialen sowie INFORS HT-
Distributoren bestellt werden.
INFORS HT hat sich auf Bioreaktoren,
Schüttelinkubatoren und Bioprozess-
Software spezialisiert. Ausgeklügelte
Systeme, in denen Zelllinien oder Mikro-
organismen reproduzierbar die volle Pro-
duktivität entfalten, tragen zum Erfolg der
Kunden bei.
Kontaktdaten
Julia Brück
Bildnachweis: INFORS HT
Marketingspezialistin INFORS HT
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4103 Bottmingen
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Eine Erfolgsgeschichte wird fortgesetzt: INFORS HT stellt die vierte Multitron-Generation vor. marketing@infors-ht.com|transkript 1.2019 laborwelt. I 79
Immunologie
ronin 1, um in Zellen des Immunsystems
Intelligente
zu überleben. Sinkt die Konzentration
des regulatorischen Proteins dagegen
Immunsuppression
in den T-Zellen ab, steigt der Spiegel
des Signalmoleküls cAMP – das über
das cAMP-bindende Protein CREB die
Kalzium-abhängige Aktivierung von
T-Zellen steuert – und die Toleranz ge-
genüber Transplantaten nimmt zu.
Vielversprechender Ansatz
Von Antigen-präsentierten Zellen
(APC) präsentierte mikrobielle Anti-
gen führten dagegen zur CD89/CD28-
vermittelten Ko-Stimulation von T-
Zellen, die den immunmodulierenden,
cAMp-vermittelten Effekt aufhebt. Die
Modulation des Coronin 1-abhängigen
Signalweges sehen die Wissenschaftler
REM-Aufnahme von T-Zellen ohne Coronin 1 als vielversprechenden Ansatz, um eine
dauerhafte Toleranz von Spenderorga-
Das Potential ist laut Rajesh Jayachand- stießen Mäuse transplantierte Organe nen zu induzieren.
Bildnachweis: Swiss Nanoscience Institute/Universität Basel, Biozentrum
ran riesengroß. Der Immunologe hat nicht länger ab. Antigene von Viren,
herausgefunden, wie er T-Zellen des Im- Bakterien oder Pilzen erkannten sie Patent angemeldet
munsystems modifizieren muss, damit aber weiterhin. An dem medizinischen Einsatz von Co-
sie Organe nicht mehr angreifen. Das „Nach dem Entfernen von Coronin 1 ronin 1 und den Coronin 1-Modulatoren
Besondere: Die Zellen greifen weiter konnten die T-Zellen die Immunreaktion basteln Jayachandran und sein Mentor
mikrobielle Pathogene an – bisher hat gegen das transplantierte Organ nicht Pieters allerdings schon länger herum.
der Forscher aus der Gruppe von Jean nur massiv unterdrücken, sondern die Das erste offengelegte Patent datiert
Pieters an der Universität Basel das al- Abstoßung sogar aktiv verhindern“, so vom März 2006 (WO2007110385A3).
lerdings nur bei Mäusen erforscht. der Erstautor der Studie in Immunity. Die darin beschriebenen Anwendungen
Schlüssel für die selektive Allo-To- (doi: 10.1016/j.immuni.2018.12.011). reichen neben dem Schutz vor Organ-
leranz ist die Manipulation des Prote- Hinweise auf die Wirkung des Proteins abstoßung und Autoimmunkrankheiten
ins Coronin 1. Drosselten die Wissen- hatten Pieters und Kollegen in Krank- über Antiinfektiva gegen Mykobakterin
schaftler dessen Produktion in T-Zellen, heitserregern gefunden. Die nutzen Co- und Blutkrebstherapeutika. .
Multi Test Zellkulturanalyzer mit wartungsfreien Sensoren
Umfassendes Testmenü mit 16 Tests:
• Gluc, Lac, Gln, Glu, NH4+, Na+, K+, Ca++
• pH, PCO2, PO2
• Osmolalität
• Gesamtzelldichte, Lebendzelldichte, Zellviabilität, Zelldurchmesser
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Analysezeit von 4,5 Minuten für alle 16 Tests
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Einzelne Zellen
besser dosieren
In der biologischen Analyse gewinnen Einzelzelltechnologien
zunehmend an Bedeutung. Neue Applikationen können die
Arbeit deutlich vereinfachen.
von Holger Eickhoff, Alba Simon Munoz und Guilhem Tourniare; Cellenion SAS
Ergänzend zu den Durchschnittsmes- (Entwicklung monoklonaler Antikörper, ckungen und Fortschritten geführt. Bis
sungen an Zellpopulationen bieten Ein- Stammzellen, CRISPR/Cas9), Einzelzell- vor kurzem waren Millionen von Zellen
zelzellmessungen ein feinkörniges Bild sequenzierungen (scRNA-Seq, scWGS, erforderlich, um genügend DNA (oder
komplexer Biologie und demaskieren die scATAC-Seq) oder der Isolierung von RNA) für eine Sequenzierung zu erhalten.
in Geweben vorhandene Heterogenität. seltenen Zellen, wie beispielsweise zir- Molekularbiologen haben neue Techno-
Mit moderner Mikrofluidik, Elektrophy- kulierenden Tumorzellen (CTCs), und logien entwickelt, um die Genome oder
siologie, hochauflösender Bildgebung, anderen, frei wählbaren Zelltypen wie auch Transkriptome einzelner Zellen zu
Tiefensequenzierung und Massenspek- Bakterien und Sporen. sequenzieren. Diese Untersuchungen
trometrie-Plattformen zeichnet sich ein Das akustische Prinzip der CellenONE- haben signifikant zu einem besseren
detaillierteres Bild des zellulären Sub- Technologie ermöglicht aufgrund seiner Verständnis über eine ganze Reihe von
typs, des physischen Ortes im Gewebe Sanftheit und der geringen auftretenden Prozessen beigetragen, bei denen die kon-
und der klonalen Evolution ab. Darüber Scherkräfte eine Überlebensrate von weit ventionelle Untersuchung von heteroge-
hinaus ermöglicht die Empfindlichkeit über 90% der dosierten Zellen. Diese nen Zellverbünden nicht repräsentativ
neuer Methoden die Identifizierung sel- grundlegende Eigenschaft machen die für das ist, was passiert, wenn zelluläre
tener Zellen mit potentiell funktionell CellenONE- Geräte zu einer geeigneten Heterogenität, zum Beispiel bei Krebs, ein
oder pathogenen Konsequenzen1. Plattform für eine Reihe von Probenvor- Schlüsselproblem darstellt. Technologien
Cellenion ist ein auf Einzelzelltech- bereitungen zur Analyse von einzelnen zur genauen Isolierung von einzigartigen
nologien spezialisiertes Start-up und Zellen. Zellen, die für die Genese verschiedener
wurde im Mai 2016 in Lyon gegründet. Erkrankungen an zentraler Stelle stehen,
Die Firma ist eine Tochter der SCIENION EinzelzeLL-Analyseverfahren sind jedoch immer noch selten und für
AG, eines deutschen Precision-Dispen- DNA- und RNA-Sequenzierungstechni- klinische Proben nicht geeignet. Mit dem
sing-Unternehmens mit Sitz in Berlin. ken haben zu vielen biologischen Entde- CellenONE X1 können nun einzelne Zel-
Während bei Scienion vorzugsweise len in einem Dosierer aus inertem Glas
diagnostische Applikationen für DNA- visualisiert und so selektiert werden, dass
oder Proteinassays entwickelt werden, einzelne Zellen auf oder in verschiedene
adressiert Cellenion die Dosierung von Substrate abgegeben werden. Diese offene
einzelnen, lebenden Zellen. Die bei Plattform, in der Zellen und Reagenzien
Cellenion entwickelten Systeme und im Pikoliterbereich dosiert und so Assays
Lösungen werden für automatisierte weiter miniaturisiert werden können,
Einzelzellisolationen in analytischen wurde von Nutzern zur Sequenzierung
Verfahren und im 3D-Bioprinting ange- von 40.000 verschiedenen Zellen ange-
wendet. Die vermarktete CellenONE®- wendet. Die eingesetzten Materialien
Technologie, in der eine sanfte und und Zellen führten in diesem Ansatz zu
Bildnachweis: Cellenion SAS
akustikbasierte Technologie für die einem durchschnittlichen Preis von nur
Dosierung von einzelnen Zellen in Flüs- 0,26 US-Dollar für die Sequenzierung pro
sigkeitsvolumen von wenigen Pikolitern Zelle. So konnten miniaturisiert, günstig
mit hoher Präzision eingesetzt wird, hat Abb. 1: 100 einzelne Spheroide aus Lungen- und im Hochdurchsatz wesentliche Merk-
Applikationen im Bereich Klonierungen krebszellen als gedruckter 10 x 10-Array male der zellulären Heterogenität eines|transkript 1.2019 laborwelt. I 81
Krebsgewebes, wie negativ ausgewählte und Fluorescence Image Based Single
Genomtopologien, subklonale Mutations- Cell Isolation (FIBSCI®). In beiden Modi
muster und Genomreplikationszustände entscheidet eine Bildanalysesoftware in
durch Sequenzierung von Einzelzellge- Echtzeit anhand automatisch aufgenom-
nomen mit hoher Genauigkeit effektiv mener Bilder, ob ein abgegebener Tropfen
untersucht werden. Der gewählte ampli- eine einzelne Zelle enthält. Dabei wer-
fikationsfreie Einzelzell-Genom-Sequen- den alle einzelnen dispensierten Zellen
zierungsansatz konnte auch zeigen, dass inklusive einiger Parameter gespeichert.
eine relativ flache Sequenzierung über Im IBSCI-Modus werden Durchlichtbil-
Tausende von Genomen die Rekonstruk- der bezüglich der Größe und Rundheit
tion von klonalen Genomen bis hin zur von Zellen analysiert. Im FIBSCI-Modus
Auflösung von Einzelnukleotiden durch werden die Fluoreszenzsignale von bis
Aggregationsanalyse von Zellen ermög- zu vier Farben in einzelnen Zellen für
licht, die eine Genomstruktur höherer die Festlegung von Dosierungskriterien
Abb. 2: Zwei einzeln dosierte Fibroblasten
Ordnung gemeinsam nutzen. Die groß- verwendet. Die optischen On-Board-Sys-
in einer Alginatmatrix nach Zugabe in eine
räumige Populationsanalyse identifizierte kalziumhaltige Lösung (3D-Imaging mit teme in CellenONE-Geräten ermöglichen
unter Tausenden von Zellen auch einige Nanolive 3D Explorer) dabei eine frei konfigurierbare Beladung
wenige, seltene Zellen, die mitotische von Anwendersubstraten, die 384, 1536
Fehlsegregation ganzer Chromosomen pern und Zelllinien, für die eine Automa- und 3456 Well-Mikrotiterplatten sowie
aufwiesen2. tisierung von Klonierungsschritten vor- Lab On A Chip-Systeme einschließen.
Neben den verschiedenen Analysever- teilhaft ist. In den CellenONE-Geräten Die mit der CellenONE-Technologie
fahren bietet die CellenONE-Technologie werden dafür insbesondere zwei inno- bislang vereinzelten Zelltypen sind
auch interessante Möglichkeiten in der vative Technologien verwendet: Image zwischen 2 und 60 μm klein. Zelltypen
Gewinnung von monoklonalen Antikör- Based Single Cell Isolation (IBSCI®) wie CHO (Chinese Hamster Ovary),
Lebende Zellen sehen mit
Cell³iMager Estier von SCREEN
Optisches Kohärenztomografie-System (OCT)
für das Wirkstoff-Screening
Markierungsfreie Detektionstechnologie in einem Applikationen
berührungslosen, bildgebenden 3D-Tomographie-System
lot-qd.de
Kann abgestorbene Bereiche erkennen
und Volumen, interne Hohlräume oder röhrenförmige
Strukturen absolut quantifizieren
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Spieler betreten. Beim 3D-Bioprinting mer, das die extrazelluläre Matrix nach-
kommen nur einige der additiven Fer- ahmt und sowohl Zellfunktionen als auch
tigungsprinzipien des konventionellen den Stoffwechsel unterstützt, mit dem
3D-Drucks zum Einsatz, da beim 3D-Bio- Ziel entwickelt 3D-Kulturen zu erhalten.
printing in der Regel hochspezialisierte Für die Erzeugung dieser 3D-Strukturen
biologische und biokompatible Materi- werden von der Dispenserdüse Alginat-
alien verwendet werden müssen. Hohe tröpfchen mit einzelnen Zellen in eine
Drücke oder hohe Temperaturen, wie sie Lösung dosiert, die zweiwertige Kationen
in konventionellen 3D-Druckverfahren enthält3. Die divalenten Kationen, typi-
verwendet werden, schließen den Druck scherweise Ca2+, verursachen bei Diffu-
von einzelnen, lebenden Zellen aus, da sion in die Tröpfchen eine Gelierung des
diese unter solchen Bedingungen nicht Alginats. So können elegant gute Umge-
weiterleben. Die CellenONE-Technologie bungsvoraussetzungen für eine anschlie-
bietet die einzigartige Möglichkeit zwei- ßende Charakterisierung der dosierten,
oder dreidimensionale Zellsysteme durch lebenden und interagierenden Zellen und
nacheinander folgendes Drucken von ein- Zellverbünde erzeugt werden. .
Der cellenONE F1 isoliert einzelne Zellen, die
von Interesse sind, mit Hilfe seiner vier Fluo- Anzeige
Literatur
reszenzdetektionsmodule. Der Piezodispen-
1.) Nature Biotechnology, Single Cell Technology,
ser ermöglicht die präzise Ablage von Zellen 1. November 2016
auf einem breiten Spektrum von Substraten
2.) Emma Laks et al, Resource: Scalable whole
genome sequencing of 40,000 single cells
HEK293T, HeLa, A549, PC3, H1975 und identifies stochastic aneuploidies, genome
replication states and clonal repertoires,
HepRG, dazu noch Primärzellen wie http://dx.doi.org/10.1101/411058 doi: bioR-
PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear xiv preprint first posted online Sep. 7, 2018
Cells, einschließlich B- und T-Zellfraktio- 3.) Ilaria Ghidoni et at, Alginate cell encapsulation:
new advances in reproduction and cartilage
nen), Fibroblasten, Keratinozyten, Mela- regenerative medicine, Cytotechnology. Sep-
nozyten, Kardiomyozyten, HUVEC und zelnen Zellen zielgenau und spezifisch zu tember 2008
neurale Stammzellen wurden mit einer generieren. Erste Schritte hierfür wurden
Überlebensrate von >90% vereinzelt. mit einer Zellverkapselung, bei der eine Kontakt
einzelne lebende Zelle in einer semiper- Cellenion SAS,
Auf in die 3. Dimension meablen Membran eingeschlossen wird, Pépinière Laënnec
3D-Bioprinting, eine nur entfernt ver- realisiert. Dafür wurde die Technologie 60 av. Rockefeller
wandte Art von 3D-Druck, ist ein schnell der Zellverkapselung in Alginat, einem 69008 Lyon, Frankreich
wachsendes Feld, das nahezu täglich neue natürlichen biologisch abbaubaren Poly- eickhoff@scienion.de
Nova Biomedical
Zellkulturanalyse mit wartungsfreien Sensoren
Der Multitest-Zellkultur- NH4+, Na+, K+, Ca++, Blutgas: Parametern liegt in nur 4:30
analyzer BioProfile® FLEX2 pH, PCO2, PO2 und Osmolali- Minuten vor – unter Nutzung
kombiniert die wartungs- tät. Die Zelldichte- und Vita- eines sehr kleinen Probenvo-
Bildnachweis: Cellenion SAS, Nova Biomedical
f reie M ic roSensor-K a r- litätsbestimmung erfolgt mit- lumens (265 μl).
tenTM-Technologie mit opti- tels der Trypanblau-Methode Der Austausch der Mic-
scher Messtechnologie und und digitaler Bildanalyse. Bis roSensor-Karten dauert nur
Gefrierpunkt-Osmometrie zu einer Konzentration von wenige Sekunden. Zudem
für eine automatisierte und 80 x 106 Zellen/ml ist dabei reduzieren die integrierten,
umfassende Zellkulturanaly- keine manuelle Verdünnung automatisierten Qualitäts- Nova Biomedical
se. Die MicroSensor-Karten für die Bestimmung der Zell- kontrollen den manuellen Switzerland GmbH
gibt es für folgende elf Meta- dichte erforderlich. Ein voll- Aufwand signifikant. Tel.: +41 41 521 66 55
boliten: Gluc, Lac, Gln, Glu, ständiges Testmenü mit 16 www.novabiomedical.com info@novabiomedical.ch|transkript 1.2019 laborwelt. I 83
Biozym Scientific
Transfektion 2.0
Die Lipocalyx GmbH hat eine Transfektion von Komplexen Plasmide, erlaubt eine effekti-
2. Generation synthetischer aus aktivem Cas9-Protein und ve Transfektion der Zellen und
Transfektionsreagenzien ent- gRNA. Diese neue Methode VIROMER mRNA bietet die
wickelt – die sogenannten der CRISPR/Cas-Technik er- Möglichkeit, Expressionsstu-
Viromere®. Sie ermöglichen möglicht ein potenteres und dien in schwer zu transfizieren-
ein aktives Ausschleusen aus schnelleres Genome Editing, da den Zellen wie Monozyten und len, die wegen geringer Prolife-
dem Endosom, was zu deutli- im Vergleich zur Nutzung von Makrophagen durchzuführen, rationsraten eine verminderte
chen Verbesserungen auf dem Plasmiden und mRNA die heik- bei denen die Plasmidprozes- Transkription aufweisen.
Gebiet von CRISPR-, Plasmid- len Schritte der Transkription sierung aufgrund erhöhter www.biozym.com
und mRNA-Delivery führt. und Translation übersprungen DNase-Aktivität im Zytosol
Das Kit VIROMER® CRISPR werden. VIROMER PLASMID, vermindert ist. Ein weiteres Biozym Scientific GmbH
for RNP delivery ermöglicht die das neue Standardreagenz für Target sind viele primäre Zel- support@biozym.com
PromoCell
Angiogenese-Assay – einfach und verlässlich
PromoCells „Angiogenesis unter dem Einfluss bestimm- mitgelieferten Fluoreszenz-
Assay Kit“ bietet eine ein- ter Stimulanzien röhrenför- farbstoff angefärbt und das
fache, robuste und semi- mige Strukturen auszubilden Ausmaß der Röhrenbildung
quantitative Methode zur („tube formation“). Hierzu (zum Beispiel durchschnittli-
Bestimmung von Angioge- werden Endothelzellen auf che Röhrenlänge und Anzahl
nese-Inhibitoren und -Stimu- einer speziell entwickelten, der Verzweigungspunkte)
latoren/Regulatoren sowie entsprechend optimierten bestimmt. Der Kit beinhal-
für die Untersuchung der 3D-Zellkulturmatrix aus- tet eine Inhibitor-Kontrolle
Angiogenese-spezifischen plattiert. Nach Zugabe von und genügend Reagenzien
Signaltransduktion in vitro Angiogenese-auslösenden für die Durchführung von
in weniger als 18 Stunden. Verbindungen werden die bis zu 50 Assays in 96-Well- PromoCell GmbH
Der Assay basiert auf der Fä- sich neu formierenden endo- Mikrotiterplatten. Tel.: +49 6221 64934-0
higkeit endothelialer Zellen, thelialen Röhren mit einem www.promocell.com info@promocell.com
LOT-QuantumDesign
Hochdurchsatz-Analysen von 3D-Mikrogeweben
Bildnachweis: Biozym Scientific, Promocell, LOT-QuantumDesign
Mit den Cell 3iMagern hat 50 Sekunden und ermög- zu 5 min bei einer
SCREEN innovative Lösun- licht eine Auflösung von 2,6, Au f lös u ng von
gen entwickelt, Beschränkun- 5,0 oder 10,0 µm/Pixel. Der 0,8 µm) kann der
gen hinsichtlich Geschwin- Cell3iMager Duos kombiniert Duos mit einem
digkeit und Durchsatz in Hellfeld- und Fluoreszenz- Inkubator und ei-
phänotypischen Screenings messungen mit verschiede- ner automatischen Probenzu-
zu überwinden und gleich- nen Farben. Zusätzlich zu führung kombiniert werden.
zeitig die Möglichkeiten zur der Scangeschwindigkeit Die Systeme sind kompatibel
Datenanalyse zu verbessern. von bis zu 60 Sekunden für mit den meisten 2D- und 3D- LOT-QuantumDesign GmbH
Der Cell3iMager Neo scannt eine 96-Well-Platte bei einer Zellkultur-Plattformen. Im Tiefen See 58
eine 96-Well-Platte in bis zu Auflösung von 4 µm (und bis www.lot-qd.com 64293 DarmstadtSie können auch lesen
