Mit Laser und Mikroskop
Diese zwei Technologien ermöglichen die kontaktfreie Herstellung von Zellkulturen
Zellkulturen herzustellen erfordert viele Arbeitsschritte und ist teuer – zumindest war das bisher so. Das Forschungsprojekt Liftoscope des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT soll das zukünftig ändern. Mit dem im Projekt entwickelten Mikroskop wird die Zellherstellung automatisiert und verbessert. Für individuelle medikamentöse Therapien ist die Herstellung von induzierten pluripotenten Stammzellen äußerst nützlich. Indem man aus den Körperzellen eines oder einer Patient*in Zellkulturen gewinnt, kann man vorab Medikamente testen und Nebenwirkungen schon vor der Behandlung erkennen.
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In der Praxis mussten bisher die Zellkulturträger manuell von medizinischem Fachpersonal pipettiert und ungeeignetes oder verunreinigtes Material aussortiert werden. Durch die dabei entstehende mechanische Belastung konnte es zu einer Beeinträchtigung der Entwicklung der Zellen kommen.
Im von den Fraunhofer-Forscher*innen entwickelten automatisierten Verfahren übernimmt das Sortieren ein High-Speed-Mikroskop. Geeignete Zellen werden hier gescannt, mithilfe eines Bildverarbeitungsprogramms erkannt und anschließend mit LIFT-Technologie transferiert. Das Hydrogel, in dem sich die Kulturen befinden, wird mithilfe eines Lasers kurz und punktuell (unter den geeigneten Zellen) erwärmt. Durch die Ausdehnung des Gels übertragen sich die darin befindlichen Zellen auf einen darüberliegenden Zellträger.
Das Liftoscope lässt sich alleinstehend betreiben, aber auch in bereits automatisierte Labore integrieren, wie beispielsweise in die vom Fraunhofer IPT geschaffene »StemCellFactory«. Die zunehmende Automatisierung in Laboren kann nicht nur Prozesse präziser und effizienter machen, sondern auch Mitarbeitende entlasten.