Bei Entwicklung und Herstellung von Zellen und zellbasierten Produkten, mit denen geschädigte Gewebe und Organe repariert oder regeneriert werden können, hängt die regenerative Medizin ab von Fortschritten in den Bereichen Tissue-Engineering, Biochemie und Bioengineering. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Ursula Graf-Hausner vom Institut für Chemie und Biologische Chemie der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (Zürich, Schweiz) hat jetzt in einer Veröffentlichung im Journal of Laboratory Automation (JALA 2011; 16:204-13) die Entwicklung einer Liquid-Handling- und Zellkultur-Plattform beschrieben, die humane primäre Zellen automatisch isolieren, expandieren und charakterisieren kann. Ein wichtiger Bestandteil dieser Plattform ist das Cellavista Imaging System von Roche (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY), mit dem im Hochdurchsatz und nichtinvasiv die Zellexpansion sowie durch Fluoreszenzdetektion die Zellqualität bestimmt werden kann.
Obwohl die regenerative Medizin in den letzten dreißig Jahren deutliche Fortschritte gemacht hat, hat sie bis heute noch zumeist nur zu Produkten für die Anwendung als Haut- oder Knorpelersatz geführt. Zur Erweiterung ihrer Einsatzmöglichkeiten entwickelte das Team von Ursula Graf-Hausner eine Laborplattform für die breite Auswahl an Zelltypen. Um Anwendungen im kommerziellen Bereich zu ermöglichen, hatten Sicherheit, Reproduzierbarkeit und Kosteneffizienz des Geräts dabei hohe Priorität. Die derzeit in der regenerativen Medizin zum Einsatz kommenden Methoden sind sowohl arbeits- als auch kostenintensiv.
Das Cellavista Imaging System zur nichtinvasiven Messung der Zellexpansion nutzt Hellfeldmikroskopie und Fluoreszenzdetektion mit Multiwell-Platten, Zellkultur-Objektträgern und RoboFlasks. Es ist ein wichtiger Bestandteil der neuen automatischen Zellkulturplattform und enthält noch weitere neuartige Elemente, beispielsweise einen hochmodernen Roboter zum Be- und Entladen der Zentrifuge, einen programmierbaren Homogenisator und ein Belüftungssystem der Reinraumklasse 4 (nach VDI 2083) bzw. 1000 (nach US Federal Standard 209).
In der neuen Studie wurde das Cellavista-System zur automatischen Bildaufnahme in einen Liquid-Handling-Roboter von Tecan (Schweiz) integriert. Der Analyzer übernahm die automatische mikroskopische Beurteilung von humanen Bandscheibenzellen zur Ernte und anschließenden Neuaussaat in einer Dichte von 2000 Zellen/cm2 durch direkte Messung der Konfluenz in RoboFlasks (Corning, USA). Außerdem wurde er die Möglichkeit zur Qualitätskontrolle der Zellkultur durch Fluoreszenzanalyse genutzt. Dafür wurden die Zellen nach Immunfluoreszenzfärbung von Kollagen Typ I und Typ II phänotypisch charakterisiert. Humane Bandscheibenzellen wurden gewählt, da für Bandscheibenschäden keine zuverlässige Therapie existiert und die resultierenden Gesundheitskosten erheblich sind. Der JALA-Artikel schließt mit einem hoffnungsvollen Ausblick für den Einsatz des Bioengineering in der regenerativen Medizin: "... nur automatisierte Systeme liefern die notwendige Sicherheit, Reproduzierbarkeit, Effektivität und Wirtschaftlichkeit, um zellbasierte Produkte herstellen zu können, die behördliche Anforderungen wie beispielsweise GMP, erfüllen können."
Obwohl die regenerative Medizin in den letzten dreißig Jahren deutliche Fortschritte gemacht hat, hat sie bis heute noch zumeist nur zu Produkten für die Anwendung als Haut- oder Knorpelersatz geführt. Zur Erweiterung ihrer Einsatzmöglichkeiten entwickelte das Team von Ursula Graf-Hausner eine Laborplattform für die breite Auswahl an Zelltypen. Um Anwendungen im kommerziellen Bereich zu ermöglichen, hatten Sicherheit, Reproduzierbarkeit und Kosteneffizienz des Geräts dabei hohe Priorität. Die derzeit in der regenerativen Medizin zum Einsatz kommenden Methoden sind sowohl arbeits- als auch kostenintensiv.
Das Cellavista Imaging System zur nichtinvasiven Messung der Zellexpansion nutzt Hellfeldmikroskopie und Fluoreszenzdetektion mit Multiwell-Platten, Zellkultur-Objektträgern und RoboFlasks. Es ist ein wichtiger Bestandteil der neuen automatischen Zellkulturplattform und enthält noch weitere neuartige Elemente, beispielsweise einen hochmodernen Roboter zum Be- und Entladen der Zentrifuge, einen programmierbaren Homogenisator und ein Belüftungssystem der Reinraumklasse 4 (nach VDI 2083) bzw. 1000 (nach US Federal Standard 209).
In der neuen Studie wurde das Cellavista-System zur automatischen Bildaufnahme in einen Liquid-Handling-Roboter von Tecan (Schweiz) integriert. Der Analyzer übernahm die automatische mikroskopische Beurteilung von humanen Bandscheibenzellen zur Ernte und anschließenden Neuaussaat in einer Dichte von 2000 Zellen/cm2 durch direkte Messung der Konfluenz in RoboFlasks (Corning, USA). Außerdem wurde er die Möglichkeit zur Qualitätskontrolle der Zellkultur durch Fluoreszenzanalyse genutzt. Dafür wurden die Zellen nach Immunfluoreszenzfärbung von Kollagen Typ I und Typ II phänotypisch charakterisiert. Humane Bandscheibenzellen wurden gewählt, da für Bandscheibenschäden keine zuverlässige Therapie existiert und die resultierenden Gesundheitskosten erheblich sind. Der JALA-Artikel schließt mit einem hoffnungsvollen Ausblick für den Einsatz des Bioengineering in der regenerativen Medizin: "... nur automatisierte Systeme liefern die notwendige Sicherheit, Reproduzierbarkeit, Effektivität und Wirtschaftlichkeit, um zellbasierte Produkte herstellen zu können, die behördliche Anforderungen wie beispielsweise GMP, erfüllen können."
