Hochpräzise Pärchenfusion tierischer und humaner Zellen in einem automatisierbaren Lab-On-Chip-System

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Die Fusion von Zellen spielt in der Biomedizin und Biotechnologie eine zentrale Rolle. Als herausragendes Beispiel steht hierfür die Herstellung von Hybridomazellen zur Produktion monoklonaler Antikörper. Derzeit werden die kommerziell verfügbare DC-Elektrofusion und die chemisch induzierte Fusion genutzt. So wertvoll beide Techniken sind, die Pärchenfusion von zwei vorher ausgewählten Zellen mit hohem Durchsatz ist bislang ungelöst. Dies behindert z. B. die rasche Entwicklung monoklonaler therapeutischer Antikörper bzw. die Anwendung dieser Methode in der Stammzellforschung. Aufgrund der notwendigen hohen Zellzahlen sind die fusiogenen Bedingungen für die Zellen in den bisherigen Systemen sehr uneinheitlich, was zur Erzeugung vieler unbrauchbarer Fusionsprodukte führt. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die schonende und präzise Pärchenfusion für serielle und parallele Arbeitsmodi bei reproduzierbarer Auswahl und Ablage einzelner Zellen bzw. Fusionsprodukte zu lösen. Aufbauend auf unserer Expertise zur dielektrophoretischen Manipulation und Mikrofluidik, sollen funktionale Gruppen von Mikroelektroden zur Steuerung mehrerer Zellströme auf der Basis von Lab-On-Chip-Architekturen eingesetzt werden. Zur Fusion werden erstmals auch hochfrequente Spannungspulse eingesetzt. Im Vergleich zu DC-Pulsen haben sie sich in Vorversuchen als zellschonend und effizienter erwiesen. Die Chipentwicklung wird sich stark an der Herstellung von Hybridomazellen ausrichten, getragen durch eine enge Zusammenarbeit zwischen der UdS-Medizintechnik und dem Robert-Koch-Institut.