Lebende Zellen
Kryokonservierte Primärzellen
Primärzellen sind Zellen, die direkt aus menschlichem oder tierischem Gewebe isoliert werden und die biologische Vielfalt der verschiedenen Gewebe und Spender, aus denen sie stammen, widerspiegeln. Im Gegensatz zu kontinuierlichen Zelllinien, die meist künstlich durch Immortalisierung gesunder Zellen oder durch Selektion von Tumorzellen, die an Plastik haften und in Kultur proliferieren, erzeugt werden, behalten Primärzellen ihre natürlichen Eigenschaften und physiologische Relevanz.
Eigenschaften und Anwendungen von Primärzellen
Primärzellen werden direkt auslebendem oder intaktem Gewebe (prä- oder postmortem) isoliert, ohne dass zuvor eine genetische Manipulation stattgefunden hat. Sie spiegeln daher die biologische Diversität des Spenders oder des Gewebes wider, aus dem sie stammen. Besonders Zellen, die von gesunden Spendern isoliert werden, zeichnen sich durch spezifische Merkmale gesunder Zellen im menschlichen Körper aus:
- Begrenzte Proliferation und Lebensspanne (in der Regel gemessen an der Anzahl der Zellteilungen)
- Niedrige Mutationsrate
- Kontaktinhibition
- Intakte Signalwege
- Intrinsische biologische Variabilität
Diese Eigenschaften sind essenziell für das Leben von Organismen unter physiologischen Bedingungen. In den meisten somatischen Zellen (alle Körperzellen außer den Keimzellen wie Spermien und Eizellen sowie Stammzellen) ist die Zellteilung mit einer Verkürzung der Telomere (den Endabschnitten der Chromosomen) verbunden. Mit jeder weiteren Zellteilung verlieren die Zellen durch die Verkürzung der Telomere die Stabilität ihrer Chromosomen, was zu einer erhöhten Mutationsrate, Zellalterung (Seneszenz) und schließlich zum Zelltod führt.
Signale aus benachbarten Zellen regulieren diesen Prozess und geben den Zellen das Signal, die Teilung einzustellen (dies geschieht auch in in-vitro-Kulturen, sobald die Zellkonfluenz erreicht ist) und Zellschäden zu vermeiden.
Diese biologischen Mechanismen unterstreichen die Bedeutung von Primärzellen für die biomedizinische Forschung, da sie natürliche Zellreaktionen und Gewebeverhalten unter physiologischen Bedingungen widerspiegeln.
Wie unterscheiden sich primäre gesunde und Tumorzellen von Zelllinien?
Einzelne Zellen, die den Mechanismus der Seneszenz umgehen, indem sie die Funktion von Telomerasen (spezielle Enzyme, die an der Reparatur von Telomeren beteiligt sind) wiederherstellen oder die Signalwege, die zur Kontaktinhibition führen, unterbrechen, können weiter proliferieren und Mutationen ansammeln. Dadurch unterscheiden sie sich erheblich in ihrer Biologie von gesunden Zellen und können sich potenziell zu Tumorzellen transformieren. Es ist möglich, ähnliche Bedingungen künstlich zu erzeugen, indem die Funktion von Telomerasen wiederhergestellt wird. Die auf diese Weise erzeugten Zellen werden üblicherweise als „Zelllinien“ bezeichnet, da eine Zelllinie aus einer einzelnen mutierten Zelle oder einem Klon entsteht. Zelllinien stellen daher keine Population verschiedener Zellen dar, die aus demselben Gewebe isoliert wurden, sondern exakte Kopien einer einzelnen Zelle bzw. eines Klons.
Primäre Tumorzellen sind Zellen, die aus primären Tumorgeweben isoliert werden und die Charakteristika des ursprünglichen Tumorgewebes in vivo widerspiegeln. Obwohl primäre Tumorzellen (tumor-dissoziierte Zellen) dieselbe intrinsische biologische Variabilität wie gesunde primäre Zellen aufweisen, fehlt ihnen häufig die begrenzte Proliferationsfähigkeit/ Lebensdauer sowie die Kontaktinhibition, die in vivo bei gesunden Zellen beobachtet wird. Ihre hohe Mutationsrate führt zudem zu veränderten Signalwegen im Vergleich zu gesunden Zellen.
Trotz dieser Ähnlichkeiten zu Zelllinien in diesen Aspekten proliferieren oder überleben primäre Tumorzellen in der Regel nicht langfristig in vitro. Es bedarf erheblicher Anstrengungen, um aus primären Tumorzellen plastadhärente Klone zu entwickeln. Auch in diesem Fall bilden die adhärenten Tumorzellen Zelllinien, die die biologische Variabilität auf zellulärer Ebene im primären Tumor nicht repräsentieren, sondern lediglich Kopien des ursprünglichen plastadhärenten Klons darstellen.
Kryokonservierte Primärzellen von BIOMEX
BIOMEX gewinnt seine Primärzellen entweder aus den firmeneigenen Plasmazentren in Mitteleuropa oder durch Kooperationen mit Kliniken und Forschungseinrichtungen. Alle Zellen werden ethisch einwandfrei beschafft und anonymisiert, bevor sie einer Qualitätskontrolle (QC) unterzogen werden.
Die mit dem Zertifikat gelieferte Analyse umfasst detaillierte Spender- und Zellinformationen, darunter Demografie, Serologie, HLA-Klasse I- und II-Charakterisierung, FCGR3A-Polymorphismen, Rauchstatus, hämatologische Analysen vor und nach dem Auftauen (bei Immunzellen), Medikation, Allergien sowie eventuelle weitere Erkrankungen. Darüber hinaus werden die Zellen auf Sterilität sowie Aktivierung oder Funktionalität in Abhängigkeit vom Zelltyp getestet. Zusätzliche Tests, spezifische Vialisierungsanforderungen oder die gezielte Isolierung bestimmter Zelltypen können nach Ihren individuellen Anforderungen durchgeführt werden.
Weitere Informationen finden Sie auf unserer Service-Seite.
Sind kryokonservierte Zellen geeignet für Ihre Studie?
(Und warum es sich lohnt, weiterzulesen)
Falls Sie bereits primäre Zellen für Ihre Studien verwenden und diese selbst isolieren, haben Sie sich möglicherweise nie diese Frage gestellt: Warum könnten kommerziell erhältliche Zellen für Sie von Nutzen sein?
Die Gewinnung, Isolation und Charakterisierung primärer Zellen erfordert einen erheblichen Aufwand an Zeit und finanziellen Mitteln. Insbesondere die Kosten für primäre und unterstützende Materialien, die benötigte Zeit sowie die Personalkosten für Charakterisierung, Zellvermehrung und Kryokonservierung können hoch sein – insbesondere bei den Zellmengen, die für Routineassays benötigt werden, bei denen die Spender-Variabilität bevorzugt wird, anstatt größere Chargen pro Spender zu verwenden. Dies führt oft dazu, dass biologisches Material ungenutzt bleibt oder verschwendet wird. Die Gesamtkosten für Personal und Materialien übersteigen dabei in der Regel den Preis kryokonservierter Zellen von kommerziellen Herstellern, die diese Kosten auf eine Vielzahl von Nutzern verteilen können.
Darüber hinaus zwingt die Inhouse-Isolation von Zellen dazu, Experimente nach den logistischen Anforderungen der Isolationsprozesse zu planen. Ein gescheiterter Isolationsversuch oder eine signifikante Variabilität zwischen verschiedenen Produktionsansätzen können nicht nur erhebliche Rückschläge für Ihre Experimente bedeuten, sondern auch zusätzliche Produktionszeit verursachen. Dies kann Ihr Projekt verzögern, möglicherweise Ihren Zugang zu Finanzierungsmitteln einschränken oder die Produktivität Ihres Labors in Form von Publikationen reduzieren.
Ein einfacher Prozess zur Isolierung einer adhärenten Zelllinie umfasst:
1
Beschaffung
(Dauer: 1 Tag bis mehrere Monate, abhängig vom Gewebe)
2
Isolierung
(Dauer: 1 Tag bis 1 Woche, abhängig vom Zelltyp)
3
Expansion
und Kryo-
konservierung
(Dauer: ca. 1 Woche)
4
Auftauen und Charakterisierung
(Dauer: 1 Tag bis 1 Monat)
5
Sterilitätstests
(Dauer: bis zu 3 Wochen)
Berücksichtigen Sie Ihre Beschaffungszeitpläne und den Zelltyp, der für Ihre Forschung von Interesse ist. Es wird schnell deutlich, dass Sie häufig mehr Zeit mit der Isolierung von Zellen als mit der eigentlichen Datengenerierung verbringen. Darüber hinaus sind Sie bei der Eigenisolation von Zellen in der Regel an eine ethische Genehmigung eines Ethikkomitees gebunden. Die informierte Einwilligung (Informed Consent) sowie die erhobenen Daten können möglicherweise nicht alle für Ihre Studie relevanten Informationen abdecken.
Falls spezifische demografische Daten oder die klinische Anamnese Ihrer Spender für Ihre Forschung von Bedeutung sind, sollten Sie in Erwägung ziehen, ob kommerzielle Hersteller eine geeignete Lösung für Ihre Anforderungen bieten können.
Für weitere Informationen darüber, wie wir Ihr Projekt unterstützen können, kontaktieren Sie uns gerne!
Unsere Expertise für Life Science
Entfalten Sie das volle Potenzial Ihrer Forschung mit unseren hochwertigen Bioproben und erstklassigen Dienstleistungen. Bei BIOMEX sind wir davon überzeugt, dass die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden der Schlüssel ist, um den Erfolg von Projekten zu maximieren, Kosten zu senken und Entwicklungszeiten zu verkürzen.