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Zellanalyse

Modifizierte Oberflächen optimieren Zellanalyse

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Ähnlich der Primärzellen spiegeln zelluläre Co-Kulturen Reaktionen des Organismus wider und geben Einblick in komplexe Zusammenhänge. Die Etablierung solcher Modelle ist jedoch nicht minder anspruchsvoll, da hierbei nicht nur die Anforderung eines einzelnen Zelltyps sondern aller benötigten Zellarten erfüllt werden müssen. Daher erweist sich die Aufrechterhaltung von Form und Funktion in vitro über einen längeren Zeitraum als sehr schwierig.

Mögliche Zellverluste durch Automatisierung

Um den umfangreichen Ansprüchen im Screening zu genügen, sind heutzutage viele Bereiche der bioanalytischen Forschung automatisiert. Verfahren wie High Throughput Screening (HTS) oder High Content Analysis (HCA) ermöglichen eine vollautomatische zelluläre Analyse. Die Verwendung dieser Systeme kann jedoch häufig zu einem hohen Zellverlust führen. Der Austausch der Flüssigkeiten erfolgt durch Pipettierroboter, die stets mit den gleichen Einstellungen vorgehen. Natürliche Varianzen der Zellbiologie, beispielsweise eine geringere Zelladhäsion, werden vom automatisierten System nicht detektiert und die Vorgehensweise daher nicht individuell angepasst. Schlussendlich führt dies während entsprechender Waschschritte zur Ablösung der Zellen und aufgrund mangelnder Konsistenz zu einer höheren Schwankungsbreite des Endergebnisses. Betrachtet man die Entwicklungen ebenso wie die Limitierungen der zellbiologischen Forschung wird klar, dass eine Optimierung der Primär- und Langzeitadhärenz der Zellen eine deutliche Verbesserung unterschiedlichster Applikationen ermöglichen könnte.

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Die extrazelluläre Matrix, die Stützstruktur der Zellen innerhalb des Gewebes oder Organismus, setzt sich aus diversen Komponenten zusammen, besteht jedoch hauptsächlich aus Kollagenfasern, Glykoproteinen, Polysacchariden und Adhäsionsproteinen wie Laminin und Fibronektin.

Wege zur Optimierung der zellulären Primär- und Langzeitadhärenz

Ein Ansatz zur Optimierung der zellulären Primär- und Langzeitadhärenz besteht daher darin, die Zellanheftung durch die Nachempfindung der extrazellulären Matrix deutlich zu verbessern. Hierzu können die entsprechenden Proteine auf die Kunststoffoberfläche aufgebracht und dort verankert werden. Den Zellen wird somit vorgetäuscht, sie befänden sich in einem dreidimensionalen Gewebeverband. Folgende Proteinbeschichtungen aus der Produktfamilie Cellcoat von Greiner Bio-One haben sich in dieser Hinsicht bewährt:

Poly-D-Lysin (PDL) und Poly-L-Lysin (PLL) sind synthetische Komponenten, die die Oberflächenladung des Kunststoffes verändern und dadurch die Zelladhäsion und Proteinabsorption verstärken. PDL- bzw. PLL-beschichtete Zellkulturgefäße unterstützen generell die zelluläre Anheftung und werden im Besonderen bei der Kultivierung neuronaler und primärer Zellen eingesetzt.

Fibronektin ist ein extrazelluläres Glykoprotein und enthält Bindungsregionen für Fibrin, Heparin, Kollagen und bestimmte Zelloberflächenrezeptoren. Anhand derer ermöglicht Fibronektin die Bindung von Zellen an die extrazelluläre Matrix.

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