Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fortschritte in der Stammzellforschung mittels SLOT

07.10.2013
Das Laser Zentrum Hannover (LZH e.V.) ist an dem aktuellen Projekt zum tomographischen Monitoring von 3D-Zellkulturen aus pluripotenten Stammzellen (hPSC) beteiligt.

Ziel des Forschungsverbunds ist der erstmalige Einsatz der Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) zur nicht-invasiven direkten, quantitativen Erfassung der absoluten Zellzahlen in gezüchteten körpereigenen Zellverbänden.


Darstellung eines ungefärbten Aggregats / Sphäroiden aus hiPS Zellen mittels intrinsischer Kontrastmechanismen durch SLOT: Rohdaten für Streulicht (l.o.) und Extinktion (l.m.) und Superposition beider Kanäle (l.u.), rekonstruierte Daten nach gefilterter Rückprojektion äquivalent zu den Rohdaten, gerenderte Darstellung der Superposition beider Kanäle, Volumendarstellung (r.o.), in silico Schnittdarstellung eines 50µm Schnittes (r.m.) und eines 15µm Schnittes (r.u.), (Maßstabsbalken entsprechen 100µm).

Die Ergebnisse des Projekts TOMOSphere sollen einem besseren Verständnis der Physiologie von hPSC- und anderen Stammzellen sowie der kontinuierlichen Kontrolle ihrer Eigenschaften dienen und so entscheidende Fortschritte bei therapeutischen Konzepten ermöglichen.

Für die Untersuchungen wird die am LZH entwickelte und patentierte SLOT-Technologie erstmals zur zeit- und raumaufgelösten Beobachtung nativer oder fixierter Zellen in sich bildenden dreidimensionalen Aggregatstrukturen eingesetzt. Mit den hierbei gewonnenen Erkenntnissen wird eine Klassifizierung und spätere Sortierung der Aggregate, etwa im Hinblick auf eine Heterogenität der Zellstruktur, möglicher Zystenbildung oder der Ablagerung extrazellulärer Matrizes, angestrebt. Daraus lassen sich im Rückschluss wichtige Prozessparameter zur Kultivierung von Aggregaten in gerührter Suspensionskultur ableiten. Hierzu gehören u. a. die Inokulationsdichte, der Einfluss des Kulturmediums oder die maximale bzw. optimale Zell- und Aggregatdichte je ml Kulturmedium.

Zur Bearbeitung dieser Fragestellungen wird im Rahmen des Verbundprojekts ein auf SLOT basierendes Inkubationssystem für tomografische Langzeituntersuchungen von Gewebeproben, kombiniert mit einem breiten Spektrum von Kontrastmethoden entwickelt. Es soll einerseits die markerfreie Bestimmung intrinsischer zell- und gewebespezifischer Eigenschaften und andererseits eine sekundäre Kontrastierung durch Zugabe niedermolekularer Substanzen erlauben.

Somit ließen sich beispielsweise die Fluktuation von NAD/ NADH, cAMP, Ca2+ Ionen und deren Anreicherung in verschiedenen Zellorganellen beobachten oder unterschiedliche Stadien des Zellzyklus bis hin zum programmierten Zelltod nachweisen. Außerdem bietet es die Möglichkeit zur Beobachtung und Analyse der differenziellen intra- oder extrazellulären Anlagerung und Aufnahme verschiedener Mikro- und Nanopartikel in Zellaggregaten.

Mit den SLOT-basierten, markerfreien Nachweismethoden der Pluripotenz von Stammzellen wird eine im Vergleich zu herkömmlichen Standards wesentlich höhere Sensitivität angestrebt. Technisch betrachtet wird eine Küvette mit Zellaggregaten per Nadelstrahl abgerastert und ein Projektionsbild aus dem Streu-, Transmissions- und Fluoreszenzlicht jeder Rasterposition erstellt.

Unter Drehung der Probe werden die Projektionen aufgenommen und durch
Rückprojektion ein 3D-Datensatz generiert. So entstehen virtuelle Schnittebenen, die einen Blick tief in das Probenmaterial ermöglichen, ohne es tatsächlich zerschneiden zu müssen. Grundsätzlich eignet sich das Verfahren zur Darstellung jeder isolierten und hinreichend transparenten Probe.

Um die Prozesserforschung, -entwicklung und -kontrolle in größerem Maßstab gewährleisten zu können, wird dem Markt überdies eine industrierelevante Bioreaktorplattform mit integrierter SLOT-Technologie zur Masseproduktion pluripotenter humaner Stammzellen und daraus abgeleiteter differenzierter Zelltypen zur Verfügung gestellt. Die hier gewonnenen Zellen können in der regenerativen Medizin, der in vitro-Modellierung humaner Erkrankungen und neuer Heilungsansätze wie auch in der Entwicklung neuer pharmakologischer Wirksubstanzen Anwendung finden.

Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 4,134 Mio. € ist Bestandteil der Bekanntmachung „Ultrasensitiver Nachweis und Manipulation von Zellen bzw. Geweben und ihren Molekularen Bestandteilen“ des BMBF. Neben dem LZH sind 5 weitere Verbundpartner (LaVision BioTec/Bielefeld, LEBAO/Hannover, Scivis/Göttingen, Sill Optics/Wendelstein und Miltenyi BioTec/Bergisch Gladbach) beteiligt. Mit Projektstart am 01.07.2013 erhält der Verbund in den kommenden drei Jahren seitens des BMBF eine Zuwendung von 2,621 Mio. €.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Lena Bennefeld
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-238
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: l.bennefeld@lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Michael Botts | Laser Zentrum Hannover e.V.
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der Suche nach Universal-Grippeimpfstoffen – Neuraminidase unterschätzt?
21.06.2018 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Organische Kristalle mit Twist und Selbstreparatur
21.06.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics