Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBWir etablieren Reporter-Sphäroide zum Nachweis der Aktivierung von zellulären Signalwegen. Diese sind z. B. für einen Einsatz in mikrofluidischen Systemen zur sensorüberwachte Echtzeitanalysen von In-vitro-Zell- und Gewebekulturen geeignet.
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Reporter-Sphäroide
Mikroskopische Aufnahmen von 3D-Mikrogeweben: A) Fibroblasten-Sphäroid (Zellkerne sind mit DAPI gefärbt) und B) Induziertes NF-kB-Reportersphäroid zum Nachweis von entzündungsauslösenden Substanzen, nach Stimulation mit 30 ng/mL TNF-α wird das Reporterprotein GFP exprimiert.
Unsere Entwicklung: Reporter-Sphäroide zur Analyse von Zellreaktionen in Echtzeit
Zellstressauslösende und toxische Substanzwirkungen auf vorgelagerte Zell- und Gewebekulturen können in mikrofluidischen Plattformen mit Reporter-Sphäroiden in Echtzeit analysiert werden (erstellt mit Biorender.com).
Unsere Reporter-Sphäroide werden aus maßgeschneiderten Reporterzellen gebildet. Wird in diesen ein spezifischer Signalweg aktiviert, kann dies in Echtzeit über die Ausbildung eines Reporter-Proteins, das stabil über ein Reporter-Konstrukt in das Genom der Zellen integriert wurde, schnell und einfach ausgelesen werden.
Werden diese Reporter-Sphäroide über mikrofluidische Plattformen wie Organ-on-a-Chip-Systeme mit weiteren Zell- und Gewebemodellen verknüpft, können vor allem zellstressauslösende und toxische Substanzwirkungen auf diese in Echtzeit analysiert werden.
Mit unseren Reporter-Sphäroiden können in vorgelagerten In-vitro-Gewebe- und Zellkulturen, v. a. auch Patientenmaterial, hochsensitiv Entzündungsmarker wie Zytokine oder die Aktivierung sensibilisierender Signalwege quantifiziert werden, auch im zeitlichen Verlauf.
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Reporter-Sphäroide zum Nachweis des Zytokins TNF-α, welches an Entzündungsprozessen beteiligt ist. Das Dosis-Wirkungsverhältnis zeigt eine hohe Sensitivität bis zu 2,5 ng/mL TNF-α. Im Vergleich zur nicht induzierten Kontrolle sieht man eine Induktion der Reporterexpression im zeitlichen Verlauf.
Einsatzgebiete
Wir haben ein breites Portfolio an Sphäroiden als In-vitro-Testsysteme für unterschiedliche Anwendungen in der Entwicklung und vorklinischen Testung von Wirkstoffen sowie in der Krankheitsmodellierung, vor allem auch in der Krebsforschung.
Mit unseren Sphäroiden, Reporter-Sphäroiden und Tumoroiden adressieren wir verschiedene Anwendungen zur
- Beurteilung der Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln und Chemikalien (Entwicklung und vorklinische Testung),
- Bestimmung von Toxizität,
- Analyse von Transportprozessen und Absorption einer Substanz und
- Untersuchung zur Aktivierung von zellulären Signalwegen (Sensibilisierung, Inflammation)
- sowie in der Krankheitsforschung, v. a. auch der Krebsforschung.
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Portfolio
Unser Portfolio an Sphäroiden
Wir stellen spezifisch geeignete 3D-Mikrogewebe für unterschiedliche Fragestellungen und Anwendungen bereit:
- Sphäroide basierend auf unterschiedlichen Zelllinien
- Reportersphäroide zum nicht invasiven Echtzeitnachweis der Aktivierung von zellulären Signalwegen
- Tumoroide basierend auf unterschiedlichen Tumorzelllinien
Leistungsangebot
Leistungsangebot
Wir bieten folgende Dienstleistungen rund um unsere Sphäroide an, die wir in hochmodernen Laboren im Auftrag von und in Zusammenarbeit mit Kunden durchführen:
- Durchführung von Studien und Substanzscreenings
- Entwicklung innovativer (Reporter-)Sphäroide einschließlich
- Herstellung von genetisch modifizierten Zelllinien (stabil und transient)
- Reporterzelllinien mit unterschiedlichen intrazellulären und sekretierten Reportern
- Kultivierung von Sphäroiden aus (Tumor-)Zelllinien
- Phänotypische und funktionelle Charakterisierung von Modellen
Analysemethoden
Analysemethoden
In unseren 3D-Mikrogeweben können Auswirkungen von Chemikalien, Wirkstoffen und Produkten auf die Architektur des Gewebes und physiologische Eigenschaften untersucht werden. Wir bieten folgende Analysemethoden an:
- Vitalitätsmessungen beispielsweise mittels MTT Test (kolorimetrischer Test), alamarBlueTM ...
- Multiplex-Analyse zur Detektion und Quantifizierung sekretierter Proteine wie z. B. Zytokine, Chemokine, Wachstumsfaktoren und antimikrobielle Peptide
- Histologische und immunohistochemische Färbungen an Gewebedünnschnitten
- Proteinanalysen mittels Western Blot
- Analyse spezifischer Signalwegaktivierung über Reporter-Proteine
- RNA- und DNA-Analysen mittels PCR bzw. qPCR und Sequenzierung