Zellbiologie

Die zellbiologische Abteilung des ADSI entwickelt zellbiologische Testsysteme (Assays) für die pharmazeutische und kosmetische Industrie. Je nach Fragestellung wird mit einfachen 2D- oder komplexen 3D-Zellkulturen gearbeitet. Das Portfolio reicht von einfachen Toxizitätstests bis hin zum High Content Screening mit der Analyse und Beurteilung von vielen Parametern.

Kosmetik

Assay Entwicklung

Im ADSI werden Testsysteme entwickelt, die die unterschiedlichen Verhältnisse im Körper (Haut, Lunge, Darm, Leber, Tumor, etc.) möglichst gut widerspiegeln. In diesen Testsystemen werden dann Kosmetika, Medikamente, aber auch Bibliotheken von Naturprodukten oder ausgewählten Pflanzenextrakten auf ihre Wirksamkeit und Toxizität getestet. In diesen Zellkulturen kann untersucht werden, wie Wirkstoffe oder Extrakte einzelne Zellen oder ganze Zellverbände beeinflussen und wie die zelluläre Kommunikation verändert wird.

Je nach Anwendung werden entsprechende humane Zelltypen ausgewählt. Damit die Zellen in Kultur überleben und sich wie ein Gewebe im Körper verhalten, müssen die geeigneten Kulturbedingungen etabliert und optimiert werden. Häufig werden die Zellen im Verband als 3D-Kulturen gehalten, um die Ausbildung von natürlichen Gewebestrukturen ähnlich denen im menschlichen Körper zu fördern. Bei speziellen Fragestellungen werden im Labor Miniorgane, sogenannte Organoide gezüchtet, die direkt aus Patientenmaterial nach Operationen angelegt werden können. In den Organoiden bleiben die ursprünglichen Eigenschaften von Patientengewebe nahezu vollständig erhalten und somit sind sie ein ideales Werkzeug um die Wirkung von Medikamenten, Naturstoffen, etc. gezielt und personalisiert auszutesten.

Die etablierten 2D- und auch 3D-Zellkulturen können dann in einem speziell entwickelten vollautomatisierten Zellkultursystem gehalten und analysiert werden. Dies spart bei großer Probenzahl Zeit und Geld und garantiert ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit.

High Content Screening

Das im ADSI durchgeführte High Content Screening ergänzt und erweitert das übliche High Throughput Screening. Die Testsysteme für das High Content Screening sind oft sehr aufwendig in ihrer Ausführung, haben aber den großen Vorteil dass sehr viele relevante Parameter gleichzeitig ausgelesen werden und somit eine vielschichtige biologische Interpretation ermöglichen.

Um auch beim High Content Screening die erforderliche Geschwindigkeit und den nötigen Durchsatz zu erreichen, entwickelte das ADSI ein einzigartiges vollautomatisiertes System zur Durchführung von zellbasierten Tests, die so genannte Automated Screening Assay Platform (ASAP). Bei ASAP werden die Zellkulturen automatisiert versorgt, mit Testsubstanzen behandelt und dann mittels konfokalen Fluoreszenz-Mikroskops analysiert. So wird erfasst, ob Zellen oder Zellverbände durch eine Testsubstanz dauerhaft geschädigt oder in ihrer Kommunikation untereinander beeinträchtigt werden. Das Ziel ist es möglichst viele Informationen über die Wirkung der Substanzen zu erhalten. Zusätzlich können mit Hilfe von Multiplex-Verfahren ( wie z.B. Luminex-Technologie, usw.) hunderte Botenstoffe gleichzeitig gemessen werden. Diese Verfahren macht ein rasches Screening mit sehr komplexen Fragestellungen möglich.

Datenanalyse und -interpretation

Beim High Content Screening fallen riesige Datenmengen an, welche ausgewertet und interpretiert werde müssen. Dies erfordert die Anwendung von modernsten bioinformatischen Methoden mit deren Hilfe die Screening-Ergebnisse interpretiert werden, um dann die Fragestellungen der Kunden auch klar und aussagekräftig beantworten zu können.