Der Weg zur erfolgreichen Zellkultur

Grundlagen der Zellkulturtechniken erlernen

  • Abb.: Natalja Walter, leitende Lehr-MTAAbb.: Natalja Walter, leitende Lehr-MTA
  • Abb.: Natalja Walter, leitende Lehr-MTA
  • Dr. Jutta Wirth, Dozentin für molekulare Medizin, Wageningen

Zelllinien spielen eine Schlüsselrolle in der biomedizinischen Forschung. Besonders für die Krebsforschung werden in diesen in vitro Systemen nach entarteten Kontrollmechanismen geforscht. Wenn Medikamente ausgetestet und so dosiert werden, dass Tumorzellen absterben, werden dazu Zellkulturen verwendet. Auch bei der Regeneration des menschlichen Gewebes wie Nervenzellen und Herzmuskel werden Zellkulturtechniken genutzt. Die Industrie nutzt Zellkulturen im großen Maßstab zur Produktion von Impfstoffen gegen Masern, Mumps oder Röteln und zur Herstellung von Wachstumsfaktoren.

Inzwischen sind die verschiedenen Techniken für Zell- und Gewebekulturen weit ausgereift und gehören zu den unverzichbaren Werkzeugen in den Bereichen der Medizin und der Pharmakologie. Sie werden in Zukunft weiterhin eine der wichtigsten Prüfmethoden in der Gesundheits- und Umweltmedizin sein [1]. Aber wie wird der Erfolg in der Zellkultur gesichert und mit welchen Arbeitsschritten erfüllen Sie die Prinzipien der guten Zellkulturpraxis (z. B. Leistungskriterien nach europäischen Normen DIN EN12469). Um den richtigen Umgang und standardisierte Arbeitsweisen zu garantieren ist das Erlernen von Grundlagen für Zellkulturtechniken unbedingt notwendig. Das Know-How und entscheidende Techniken erlernen Sie z. B. in einem Grundkurs Zellkulturtechniken (siehe Infokasten). Für Probleme die richtigen Lösungen zu finden, erspart viel Geld und Zeit. Die Effizienz beim sterilen Arbeiten erhöhen und Kontaminationen erkennen und vermeiden, garantiert saubere Zellkulturen.

Optimale Wachstumsbedingungen

Folgende Techniken wie die Verwendung von „Gewebekultur“- (TC steht für „tissue culture“) Plastikwaren z.B: Schalen oder Flaschen spielen für das Wachstum der Zellen eine wichtige Rolle. Gefäße mit besonders vorbehandelten Oberflächen, die doppelt so teuer sind wie entsprechende bakteriologische Plastikwaren, sind erforderlich. Die Verwendung von Nährmedien, die neben definierten Salzen, Aminosäuren und Vitaminen oft komplexe biologische Zusätze wie Seren oder Embryonalextrakte enthalten, sind entscheidend. Auch werden mit Erfolg Gemische mit bekannter Konzentration an Hormonen und Wachstumsfaktoren zugeführt.

Die sanfte Behandlung der Zellen ist sehr wichtig, da tierische Zellen relativ groß sind und keine Zellwand haben. Im Gegensatz zu stabileren Organismen wie E. coli, Hefe, oder Algen müssen sie stets langsam pipettiert und sanft zentrifugiert und aufgewirbelt werden. Das Medium soll langsam, am besten am Rand der Schale entlang, niemals direkt auf die Zellen zugefügt und stets aufgewärmt werden.

Eindeutige Identität der Zellkultur

Morphologische Merkmale von Zellkulturen, deren Wachstumseigenschaften und die Dauer der Zellverdopplungszeit werden im Umkehrmikroskop bestimmt. Die Identität der Zelllinie ist genau zu prüfen. Es hat sich herausgestellt, dass mehr als 20 % der Zelllinien mit anderen Säugetierzellen kontaminiert sind und daher ein verändertes Aussehen und Wachstumsverhalten zeigen [2,3,4]. Solche sogenannte Kreuzkontaminationen können nicht mehr in Versuchsreihen eingesetzt werden. Erhöhte Aufmerksamkeit gilt besonders der schnell wachsenden HeLa Zelllinie, Gebärmutterkrebszellen die von der Spenderin Henrietta Lacks stammen. HeLa-Zellen erwiesen sich als eine der robustesten Zelllinien, die andere Zellen in Kultur überwuchern und sich somit auch erfolgreich als Mischkultur in der Zellkulturflasche durchsetzten können [5,6]. Inzwischen ist es mit heutigen Methoden kein Problem, schnell die Identität einer Zelllinie zu bestimmen. Neben der Darstellung von Chromosomen sind Identitätsbeweise auf DNAEbene mittels DNA-Fingerprinting durchführbar. Der Nachweis von sogenannten Short Tandem Repeats (STR) ermöglicht eine eindeutige Zuordnung der Zellen. Dazu bieten viele Firmen und auch die Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) in Braunschweig Service und Unterstützung an. Ein anderes Übel mit schweren Folgen in der Zellkulturflasche ist eine Bakterienkontamination [1]. Die Trübung des Mediums und einen Farbumschlag des Indikators im Medium nach gelb lässt erkennen, dass die Bakterien den Zellen alle Nährstoffe weggenommen haben. Ob es in diesem Fall wirklich Rettung für die Zell- und Gewebekulturen gibt und wie Sie sich vor diesen lästigen Kontaminationen schützen können, werden z. B. auch in einem Grundkurs für Zellkulturtechnik besprochen. Die Durchführung von regelmäßigen Kontrollen und das Einhalten von sterilen Arbeitsweisen sichern Ihnen eine reine Zell- und Gewebekulturen.

Zellkulturtechniken Grundkurs

Zielgruppe: MTA, BTA, CTA, und Bereiche Biologie, ohne Vorkenntnisse Termin: 7.–8. September 2012

Sichern Sie sich den Weg zum Erfolg mit 10 wichtigen Arbeitsschritten. Für den Erfolg im Zellkulturlabor sind 10 wichtige Schritte nötig. Grundlagen und notwendige Arbeitschritte erlernen Sie im Grundkurs Zellkulturtechniken. Für Konflikte die richtigen Lösungen in der Zellkultur zu finden – das spart viel Geld und Zeit. Sie erhöhen Ihre Effizienz beim sterilen Arbeiten und werden Kontaminationen erkennen und vermeiden und garantiert für saubere Zellkulturen sorgen.

Dr. Jutta Wirth ist seit 2006 als Dozentin für molekulare Medizin tätig und arbeitet in Wageningen, (City of Life Science) in den Niederlanden. Im Team zusammen mit Frau Natalja Walter, eine der leitenden Lehr-MTA´s des Städtischen Klinikum Bielefeld, werden Sie im Theorie- und im Praxisteil optimal und effektiv geschult und betreut. Weitere gewünschte Informationen über Inhalte erhalten Sie bei info@biobioseminars.com oder unter http://www.dvta.de/startseite/seminare

Literatur

[1] Europäische Gesellschaft für tierische Zellkulturtechnik http://www.esact.org/esact_de.html

[2] Perkel, J.M.: BioTechniques 51(2): 85-90 (2011)

[3] BBC News, Oesophageal cancer cell errors threaten research, http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/ 8460049.stm, (2010)

[4] nih.goverment Release Date: 28 Nov 2007 Notice Regarding Authentication of Cultured Cell Lines http://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/notod- 08-017.html

[5] Podolak, E., BioTechniques.com/news (2010)

[6] Nardone, R.M.: BioTechniques 45:221–227 (2008)

▶Kontakt

Dr. Jutta Wirth

Wageningen, Niederlanden

jutta.wirth@wur.nl

wwww.biobioseminars.com

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