TissueGrinder

TissueGrinder – Single Cells – Bausteine für die personalisierte Medizin

Die personalisierte Medizin ist eine Schlüsseltechnologie unseres Jahrhunderts. Sie nutzt Ansätze wie die Einzelzellenanalyse, z.B. das Next-Generation-Sequencing. Auch wenn die Prozessschritte dabei sehr unterschiedlich sind, beginnen die meisten Technologien mit einem gemeinsamen Ausgangsmaterial: einzelnen Zellen (Single Cells).

Jeder Mensch ist anders – auch jeder Patient. Alter, Geschlecht, physische Konstitution oder Umwelteinflüsse wirken sich auf die Entstehung und den Verlauf von Erkrankungen aus, aber auch genetische, molekulare und zelluläre Besonderheiten eines jeden einzelnen Patienten. Denn: Die genetische Ausstattung eines Menschen ist so individuell wie sein Fingerabdruck. Kaum verwunderlich also, dass zwei Menschen mit gleicher Diagnose, kaum identische Krankheitsverläufe entwickeln oder auf dieselbe Medikation in identischer Weise ansprechen werden. Neue Möglichkeiten der molekularen Diagnostik ermöglichen es heute, die Medizin immer stärker auf das einzelne Individuum abzustimmen, sie zu personalisieren. Die personalisierte Medizin hat das Potenzial, Therapien deutlich wirksamer zu machen, den Patienten unnötige Behandlungen und Leid zu ersparen und so letztlich auch das Gesundheitssystem zu entlasten.

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Vom Gewebe zur Einzelzelle (Single Cell)

Klinische Gewebeproben zeichnen sich durch ein heterogenes Spektrum ihrer strukturellen Eigenschaften aus. Der Großteil der Gewebedissoziation wird immer noch manuell durch Skalpell und Zellsiebe durchgeführt. Neben der überwiegend manuellen Dissoziation gibt es drei alternative Methoden: die enzymatische, chemische und mechanische Gewebedissoziation. Für molekulare Analysen ist der mechanische Ansatz die bevorzugte Methode. Die Behandlung mit chemischen oder enzymatischen Reagenzien ist nachteilig, da sie dazu neigen, die Proteinmarker und -strukturen anzugreifen, die für die Markierung/Färbung und die molekularbiologische Analyse benötigt werden.

Darüber hinaus sind klinische Gewebeproben zur Gewinnung von Primärzellen oft nur in kleinen Mengen verfügbar. Aufgrund der hohen Nachfrage nach Primärzellen für Anwendungen in 3D-Zellkulturen, Hochdurchsatz-Medikamentenscreens, Zelldruck und Organ-on-Chip-Technologien sollten Primärzellen so effizient wie möglich gewonnen werden.

Optimierte Dissoziation

Die von Fraunhofer IPA (Mannheim) entwickelte Tissue-Grinder-Technologie ermöglicht eine standardisierte Probenaufbereitung und anschließende Filtration in einem geschlossenen sterilen System, basierend auf Standardlaborartikeln. Der TissueGrinder kombiniert intelligente Regelalgorithmen mit mechanischer Dissoziation, um hochwertige Einzelzellsuspensionen aus frischen, gefrorenen oder FFPE Gewebeproben für eine Vielzahl von Anwendungen bereitzustellen. Die Kerntechnologie des TissueGrinders ist für eine ideale Kombination von Scher- und Schnittkraft optimiert, wodurch hochlebensfähige Zellen für die anschließende Molekularanalyse oder Kultivierung entstehen.

 

Die Tissue Grinder-Technologie wurde im Rahmen des Fraunhofer-internen Forschungsprojektes „Mavo Lydia HD“ entwickelt, mit dem Ziel, ein Hochdurchsatzsystem für die gewebebasierte personalisierte Krebstherapie zu schaffen.

 

 

Weiterführende Links

 

Pressemitteilung / 30.9.2020

Die Gewebe-Spalter

Mit dem TissueGrinder – einer automatisierten Miniatur-Mühle für empfindliches Zellgewebe – lassen sich lebende Zellen aus einer Gewebeprobe herauslösen. Die Technik wurde am Fraunhofer IPA entwickelt. Eine Ausgründung bringt jetzt ein serienreifes Produkt auf den Markt und schafft damit eine wichtige Voraussetzung für die personalisierte Medizin der Zukunft.

 

 

 

Publication in "Current Directions in Biomedical Engineering"

A step towards enzyme-free tissue dissociation

 

Artikel in "Labor Praxis"

Personalisierte Medizin - Digitalisierte Probenaufarbeitung für die Einzelzellenanalyse

 

Poster MAVO LyDia HD

In dem Projekt "LyDia HD" wird der komplette Prozess der Lymphknoten-Diagnose von der Gewebeaufarbeitung über den Färbenachweis bis hin zur Detektion der Tumorzellen realisiert.