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 Besser lernen dank Zink?
23.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Raben: "Junggesellen" leben in dynamischen sozialen Gruppen
23.03.2017 | Universität Wien

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: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen