Zelllinien - Herausforderungen, Anwendungen und Umfang der Forschung

At the base of large scale experimental Forschung in Molekularbiologie liegt in der Verwendung von Zelllinien. Die künstlich erzeugten, ständig wachsenden und für die Diagnose- und Behandlungsforschung wichtigen Zelllinien müssen nicht weiter vorgestellt werden. Ihre primäre Kategorisierung berücksichtigt morphologische Merkmale sowie das Ausgangsgewebe für die Isolierung als Grundlage für die Unterscheidung. Groß angelegte Forschungsarbeiten haben jedoch deutliche Unterschiede zwischen Primärzellen und den aus ihnen entwickelten Zelllinien aufgezeigt. Was macht diese biologischen In-vitro-Bestandteile zu solch konstitutiven Ressourcen für Forschung und Entwicklung? Was sind die möglichen Gründe für die Lücke in ihrer Anwendbarkeit? Diese Fragen stellen sich für die Zelllinienentwicklungsindustrie (CLD) immer wieder. Im Folgenden wird über die Verbesserungen gesprochen, die vorgenommen wurden, um ihre Anwendbarkeit zu rationalisieren und die Engpässe zu verringern. Hier sind einige Anwendungen von Zelllinien

Konflikt um die Verwendung von Zelllinien

Nachdem jahrzehntelang mit kontinuierlichen Zelllinien geforscht wurde, die als genotypisch und phänotypisch homogen galten, steht den Wissenschaftlern heute eine Vielzahl von Zelllinienrepertoires zur Auswahl. Es sind 3600 Zelllinien verfügbar, die aus 150 biologischen Arten entwickelt wurden. Ausgehend von der Sertoli-Zelllinie der Maus (MSC-1), Hepa1-6, HeLa und klonalen Zelllinien hat die CLD eine ganz neue Reise angetreten. Den Forschern stehen nun verschiedene künstlich erzeugte Zelllinien zur Verfügung, die so weit gehen, dass embryonale und Nabelschnurstammzellen für neue CLD verwendet werden.

Andererseits ist der Umgang mit Zelllinien für die Forscher eine große Herausforderung, da er zu abnormalen Ergebnissen und zu einer Verschwendung von Ressourcen führt. Gurvinder Kaur et al. (2012) zeigten, dass Sertoli-Zellen der Maus wichtigere immunologische Eigenschaften aufweisen als MSC-1-Linien. Hughes et al. (2007) wiesen auf den Verlust der phänotypischen Qualität von 18-36% aufgrund von Fehlidentifikationen und Kreuzkontaminationen hin. Kürzlich, Ovarialzellen des chinesischen Hamsters (CHOs) wurde die Verwendung von Zelllinien für die Synthese einer Klasse von Biopharmazeutika, den so genannten "Biologics", zunehmend schwieriger. Als Gründe für die mangelnde Anwendbarkeit von Zelllinien werden die höhere Häufigkeit von Mutationen in Zelllinien, die unkontrollierte klonale Selektion innerhalb von Zellpassagen und die Einschränkungen bei der Umwandlung in klinisch relevante Wirkstoffe genannt. in vitro Modelle.

Anwendung von Zelllinien

Dennoch sind Zelllinien nach wie vor die kosteneffizientesten und ethisch vertretbarsten Ressourcen für die Durchführung wissenschaftlicher Forschung. Ihre Entwicklung wurde aufgrund ihrer phänotypischen und genotypischen Homogenität über wiederkehrende Zellpopulationen idealisiert. In den letzten Jahrzehnten waren die Lebensfähigkeit und leichte Verfügbarkeit von Zelllinien der Grund dafür, dass fast alle wissenschaftlichen Entwicklungen auf Zelllinien basierten. Kein Wunder, dass sie unter anderem für die Herstellung von Antikörpern, die Entwicklung von Impfstoffen, Arzneimitteltests, genetische Funktionsstudien, Studien zum Wachstum von Krebszellen und die Entwicklung künstlicher Haut verwendet werden.

New cell lines are being continually developed to find Biomarker for cancer, skin diseases, lung dysfunctions and better visualization of tumor cells. Since cell lines mimic cellular homogeneity of almost all human tissues and are used to create in vitro models, procuring and maintaining cell lines remains imperative, with new guidelines and protocols coming in every year by CLD companies. Sigma Aldrich, Thermo Fisher Scientific, Lonza, and The Horizon are the companies that have continually developed and evolved cell lines in terms of cytogenetic variants.

Der Weg nach vorn

Angesichts der widersprüchlichen Ergebnisse bei der Verwendung von Zelllinien gegenüber primären Zelllinien stehen die Forscher vor der schwierigen Aufgabe zu entscheiden, welche zelluläre Ressource verwendet werden sollte. Die Antwort auf diese Frage liegt in Methoden der Zelllinienentwicklung (CLE) und in 3D-Zellkulturen. Diese neuartigen Ansätze beruhen auf der Gewinnung menschlicher Primärzellen und/oder tierischer Zellen aus Wurzelgeweben und ihrer Kultivierung mit selektiven Medien in allen drei Dimensionen, wobei die Zellen kugelförmige Aggregate, so genannte Sphäroide, bilden können. Zu den Wachstumsbedingungen für 3D-Zellkulturen gehören die Verwendung von Polymermatten, z. B. Polystyrolmatten, ECM-Fasern auf Polycarbonatbasis, kollagene Matten und künstlich hergestellte In-vitro-Substrate, die insgesamt als Scaffolds bezeichnet werden.

CLE is an advanced technology enabling CLDs design cell lines by using CRISPR Produkte. Thermo Fisher Scientific entwickelt neue Zelllinien unter Verwendung einer Vielzahl bereits verfügbarer Zelllinien entsprechend den Anforderungen der Forschungsprojekte, die von den mit ihr zusammenarbeitenden Kunden gewünscht werden. Dadurch werden Krebszellstudien, künstliches Organwachstum und neue Behandlungen besser auf lebendes menschliches Gewebe abgestimmt und Kontaminationen und unkontrollierte Mutationen werden vermieden. Dies waren Anwendungen von Zelllinien.

Wenn Sie einen Experten konsultieren oder mit einem Wissenschaftler bei CLE zusammenarbeiten möchten, wenden Sie sich an einen qualifizierte Fachkraft auf Kolabtree.

Willkommen in der Zukunft!