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Highly parallel cell culture in nanodrops, a new format for high content cell based toxicity screening on cell on chips

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Cell-on-Chip-Technologie für Toxizitätstests

Toxizitätstests für neue pharmakologische Substanzen sind für die Pharmaindustrie noch immer ein limitierender Faktor in der Prozesskette. Um das Problem zu beheben, entwickelte ein europäisches Konsortium Chip-Tests auf Basis von Zell-Nanotropfen für die Analyse verschiedenster Chemikalien.

Gesundheit

Da toxische Prüfungen zunehmend auf Tierversuche verzichten, müssen diese durch innovative analytische Methoden ersetzt werden. So befasste man sich mit der Entwicklung zellbasierter Assays auf Kulturplatten als Alternative zu herkömmlichen Toxizitätstests. Um die benötigten Daten zu erhalten, wurde vorgeschlagen, DNA-Chip-Versuche so zu verändern, dass statt DNA-Spots Zelllkulturtropfen verwendet werden. Das System würde Rückschlüsse vom Phänotyp auf die chemische Toxizität zulassen. Neben diesem Ansatz entwickelte das EU-finanzierte Projekt TOXDROP eine innovative "Cell-on-chip"- Technologie für Toxizitätstests. Ziel war ein automatisiertes Hochdurchsatz-Screening, dessen bahnbrechende Technologie auf dem Einsatz zellulärer Nanotropfen auf einem Glasträger beruht. Für die Toxizitätsanalysen an zellulären Nanotropfen wurden zwei verschiedene Ansätze getestet: die Fluoreszenzquantifizierung von Proteinen sowie die sekundäre Ionenmassenspektrometrie (TOF-SIMS). An mehreren Zelllinien wurde die dreidimensionale Verteilung von Molekülen der Zellmembran und des Zellkerns sichtbar gemacht und eine Multiplex-Charakterisierung von Phänotypen durchgeführt. Die umfangreichen Datenmengen wurden mit speziell entwickelten Softwareprogrammen ausgewertet und in eine gemeinsame Datenbank eingepflegt. Der Cell-on-chip-Assay von TOXDROP ist eine viel versprechende, automatisierte Alternative für das Hochdurchsatz-Screening von Medikamenten und Chemikalien. Das hohe Kommerzialisierungspotenzial könnte dem pharmazeutischen Sektor erheblich zugute kommen.

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