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Freitag, 11 Mai 2018 09:58

screenMATRIX: Bessere Wuchsbedingungen für Zellkulturen Empfehlung

Ein Forscherteam um Prof. Yixin Zhang vom  Center for Molecular Bioengineering BCUBE der Technischen Universität Dresden hat eine Plattform mit Polymermatrices mit definierten chemischen Komponenten entwickelt, die den darauf wachsenden Zellen eine möglichst naturähnliche Zellumgebung bieten sollen. Sie heißt screenMATRIX.


Für eine erfolgreiche Zellkultur brauchen Zellen eine geeignete Unterlage. Sie wachsen schlecht auf Kunststoffoberflächen, weshalb Wissenschaftler diese Oberflächen zunächst mit einer wuchsfördernden Matrix bestreichen. Viele Wissenschaftler verwenden für 2D und 3D-Zellkulturen Matrigel, eine gelatinöse Proteinmischung von Tumorzellen der Maus, das kommerziell als Corning Matrigel Matrix vertrieben wird. Dieser Extrakt kann jedoch von Charge zu Charge unterschiedlich ausfallen, was die Standardisierung der Untersuchungen und die Vergleichbarkeit der Ergebnisse fragwürdig macht. Hinzu kommt, dass Material tierischen Ursprungs für therapeutische Zellen ungeeignet ist. Laminin, so schreiben die Wissenschaftler in ihrer aktuellen Publikation zum Thema, führt vergleichsweise geringer Adhäsionsstärke von neuralen Vorläuferzellen.

Die dresdener Forschergruppe hat sich dieser Fragestellung gewidmet und die chemischen Komponenten als Matrix genutzt und das Wachstum von sechs verschiedenen Zelltypen darauf getestet, u.a. primäre mesenchymale Stromazellen und neurale Vorläuferzellen.

Das Team kombiniert sulfatierte Glykosaminoglykane (GAGs), saure Polysaccharide, die in der extrazellulären Matrix des Bindegewebes vorkommen, mit poly(ethylenglykol)-konjugierten Peptiden. Es wurden vier verschiedene Arten von Glykosaminoglykanen getestet, Heparin, Heparan, Dermatan und Chondroitin und mit Poly(ethylene glycol)‐peptiden vermischt.

Es zeigte sich u.a., dass alle GAG-Biomatrices eine erhöhte Differenzierungseffizienz von neurtonalen Vorläuferzellen aufweisen, jedoch Heparin und Heparan im Vergleich zu Laminin eine 20-fache bessere. Auf Chondroitin and Dermatan wuchsen dagegen die mesenchymalen Stromazellen besser.

Die Forscher haben ihre Entwicklung im Journal Advanced Materials vorgestellt:
Wieduwild, R., Wetzel, R., Husman, D., Bauer, S., El-Sayed, I., Duin, S., Murawala, P., Kuriakose Thomas, A., Wobus, M., Bornhäuser M. & Zhang, Y (2018). Coacervation-mediated Combinatorial Synthesis of Biomatrices for Stem Cell Culture and Directed Differentiation. Advanced Materials 1706100, DOI: 10.1002/adma.201706100.

Quellen:
http://www.bcube-dresden.de/research-groups/zhang/publications/
http://www.bionity.com/de/news/1154872/zellkultur-fabrik-en-miniature.html?WT.mc_id=ca0264
http://flexikon.doccheck.com/de/Glykosaminoglykan
Hughes, C. S., Postovit, L. M. & Lajoie, G. A. (2010). Matrigel: a complex protein mixture required for optimal growth of cell culture. Proteomics. 2010 May;10(9):1886-90. doi: 10.1002/pmic.200900758.
https://www.corning.com/emea/de/products/life-sciences/products/surfaces/matrigel-matrix.html