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Entschlüsselung der Genfunktionen: Vollautomatische Kultivierung, Analyse und Sortierung von Zellen

In einem Kooperationsprojekt der Fraunhofer- und der Max Planck-Gesellschaft wurde eine automatisierte Anlage zur systematischen Kultivierung und Handhabung von Zellen entwickelt. "Autranomics" (Automated Transgenomics) verbessert die Erforschung der Proteinfunktion im menschlichen Genom und trägt zu einem besseren Verständnis von komplexen genetischen Erkrankungen, wie Krebs oder Parkinson, sowie zur Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten bei.

In BioPoLiS, dem Bioproduktionslabor des Fraunhofer IPA, wird die Adaption der Bioprozesse an die IPA-Anlagen sowie Anlagenkomponenten auf geltende Anforderungen wie Hygiene, Durchsatz sowie Steuer- und Regelfunktionen hin getestet. © Fraunhofer IPA

Die Entwicklung einer funktionierenden Gentherapie zur Behandlung von Erbkrankheiten oder tumorösen Erkrankungen ist eine der medizinischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Auch wenn das menschliche Genom mittlerweile entschlüsselt ist, ist die Funktion, der durch das Genom kodierten Proteine erst in Bruchteilen erforscht. Diese Proteinfunktionen, die die Prozesse innerhalb der Zelle regeln und ausführen, stellen den Schlüssel zum Verständnis und zur Behandlung von komplexen Erkrankungen mit genetischer Ursache dar.

Die systematische Analyse der zugrundeliegenden Proteinfunktion erfolgte bisher in manuellen, sehr aufwändigen und nicht reproduzierbaren, damit auch nicht verifizierbaren Verfahren. In einem Kooperationsprojekt der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft wurde eine weltweit einmalige automatisierte Anlage »Autranomics« entwickelt, mit der eine systematische Analyse möglich wird. Die am Fraunhofer IPA gemeinsam mit dem Fraunhofer IPM und Fraunhofer FIT aufgebaute Anlage erfüllt alle notwendigen Handhabungsschritte für die sensiblen Prozesse der systematischen Kultivierung und Handhabung von Zellen. Mit dem Autranomics-System können Zellen in kurzer Zeit mit fremder Erbinformation (transfizierte Zellen) automatisch kultiviert, überwacht, selektiert und für entsprechende manuelle Versuche vorbereitet werden. Mit diesem ganzheitlichen Ansatz ist es möglich, einen zuverlässigen und kontaminationsfreien Prozess zur Gewinnung hochqualitativer Zellpools zu gewährleisten. Dieser führt zu reproduzierbaren, standardisierten und qualitativ hochwertigen Ergebnissen für die nachfolgende Analyse der Proteinfunktionen. Die systematische Analyse stellt die Grundvoraussetzung zum Verständnis der Entstehung und Behandlung komplexer genetischer Krankheiten dar.

Seit September 2011 steht die Anlage »Autranomics« im Labor des Max-Planck-Instituts (MPI) für molekulare Zellbiologie und Genetik (CBG) in Dresden und wird seitdem von Mitarbeitern des MPI betrieben. Im laufenden Forschungs- und Validierungsbetrieb konnten erfolgreiche Tests zur automatischen Kultivierung und Handhabung der Zellkolonien durchgeführt werden.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/pm/entschluesselung-der-genfunktionen-vollautomatische-kultivierung-analyse-und-sortierung-von-zellen