Zell-basierte In-vitro-Testplattform

28.09.2007

In der medizinischen Biotechnologie und Toxikologie besteht zunehmend die Notwendigkeit die Wirkung von Arzneimitteln bzw. von Chemikalien auf biologische Zellen zu testen. Das soll möglichst zerstörungsfrei an kleinsten biologischen Proben erfolgen. 3-D-Zellkulturmodelle repräsentieren die Situation im menschlichen Körper für viele Fragestellungen besser als standardmäßig eingesetzte 2-D-Zellkulturen. Obwohl leistungsfähige 3-D-Zellmodelle entwickelt wurden, konnten diese bisher nicht für Routineprüfungen in der klinischen Praxis oder biotechnologischen Forschung eingesetzt werden, da die Charakterisierung äußerst aufwendig war.

Am Fraunhofer IBMT wurde eine In-vitro-Testplattform entwickelt, die auch ein Modul zur nichtinvasiven (zerstörungsfreien) Charakterisierung von kleinsten 3-D-Gewebeproben mittels Impedanzspektroskopie und Potenzialableitung enthält.

Zentraler Bestandteil des Moduls ist ein Mikrokapillarchip, in dem die zu charakterisierenden biologischen Proben hydrodynamisch positioniert werden. Damit wurden wichtige Voraussetzungen für die Bestimmung von personenspezifischen Therapien in der klinischen Praxis sowie für die beschleunigte Wirkstoff- und Therapieentwicklung in der medizinischen Biotechnologie geschaffen. Die Eignung der entwickelten Verfahren und Systeme zur Evaluierung von Wirkstoffen und Therapien zur Behandlung von Tumor- und Herz-Erkrankungen wurde bereits mit Hilfe genveränderter Tumor-Gewebemodelle bzw. 3-D-Herzmuskelzellaggragaten nachgewiesen. Weitere Beispiele sind die Überwachung der Zelldifferenzierung in Zellkulturen und der Test der neurotoxischen Wirkung von Chemikalien und Lebensmittelzusätzen.

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