Forschung: Kleine Volumina mit hoher Skalierbarkeit

Mit der Entwicklung regenerativer Therapien stehen Wissenschaftler und Unternehmer vor der Herausforderung höhere Zellzahlen in gleichbleibender Qualität herzustellen, wie sie z.B. für die klinische Erprobung benötigt werden. Erste Forschergruppen wie am Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering an der University of Toronto und am Institut für Rekonstruktive Neurobiologie an der Universität Bonn arbeiten daher mit der DASGIP-Technologie, um ihre Stammzellen im kontrollierten System zu kultivieren. Mit der Analyse physikalischer Größen wie dem gelösten Sauerstoff oder der Scherkräfte möchten Forscher wie Oliver Brüstle und Peter Zandstra die Bedeutung zusätzlicher Parameter für Zellwachstum und Differenzierung erschließen und nutzen.

» E-Flyer Stammzellen (PDF)

» Poster "Controlled Microcarrier-Based Cultivation of Adherent Mesenchymal Stem Cells in a Stirring Reactor", TERMIS 2008 (PDF)

» Publikation "Controlled, Scalable Embryonic Stem Cell differentiation Culture", Stephen Dang, Sharon Gerecht-Nir, Jinny Chen, Joseph Itskovitz-Eldor, Peter W. Zandstra, Stem Cells 2004 (PDF)

» Publikation "Development of a Perfusion Fed Bioreactor for Embryonic Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Generation: Oxygen-Mediated Enhancement of Cardiomyocyte Output", Céline Bauwens, Ting Yin, Stephen Dang, Ratheem Peerani, Peter W. Zandstra, Wiley Interscience, 2005 (PDF)

Eine der frühesten Anwendung der Gentechnik war und ist die Produktion rekombinanter Proteine mit pharmazeutischem oder industriellen Nutzen. Seit Beginn der Entwicklungen wurden eine Vielzahl bakterieller Organismen, Pilze oder Säugerzellen zur Herstellung von Fremdproteinen wie Insulin, Antikörpern oder Gerinnungsfaktoren genutzt.  Sowohl für die bewährten Expressionssysteme wie Escherichia coli oder Chinese Hamster Ovary (CHO)-Zellen aber auch zur Erforschung neuer, potentieller Produktionsorganismen eignen sich die DASGIP Parallelen Bioreaktor Systeme durch ihre Fähigkeit, genau definierte Kultivierungsbedingungen aufrecht zu halten und komplexe Kultivierungsprozesse zu kontollieren. Fermentations- bzw. Kultivierungsparameter wie pH-Wert, Temperatur, gelöster Sauerstoff, Biomasse und Gaskonzentration können online gemessen und hochpräzise geregelt werden. Dies ermöglicht eine automatisierte Prozessführung und somit reproduzierbare Forschungsergebnisse.

» E-Flyer E. coli

» E-Flyer CHO-Zellen

In der Biologie und Biochemie, vor allem aber in der medizinischen Forschung gewinnt die Untersuchung des Proteoms, der gesamt Proteinausstattung eines Organismus, stetig an Bedeutung. So können über die differenzielle Analyse der Proteome verschiedener Zellen oder Gewebe sowie einer Zellart unter verschiedenen Kultivierungsbedingungen Rückschlüsse auf die Funktionalität einzelner Eiweißstoffe oder Stoffgruppen gezogen werden. Leistungsstärkere Industrieenzyme oder Pflanzenschutzmittel sind denkbar. Die Medizin erhofft sich neue Wirkstoffe gegen Krebs, Infektionen oder bestimmte Nervenkrankheiten zu identifizieren. Die Kultivierung in DASGIP Bioreaktor Systemen ermöglicht die parallele Anzucht von mikrobiellen, tierischen oder humanen Zellkulturen zur vergleichenden Proteomanalyse. In bis zu 16 Kultivierungsgefäßen gleichzeitig können definierte und reproduzierbare Bedingungen geschaffen werden, um Aufschluss über die Komponenten von Stoffwechselwegen und molekularen Regelkreisen zu geben. Neben der Temperatur und dem pH-Wert kann die genaue Gaszusammensetzung der Zuluft und die Zugabe von Additiven in komplexen Profilen hinterlegt werden. Auf diese Weise können anspruchsvolle Kultivierungsprozesse reproduzierbar untersucht und zuverlässige Forschungsergebnisse gewonnen werden.