Die richtigen Tools treiben die Stammzell-Forschung voran

PELOBiotech bringt ein revolutionäres, wahrhaft chemisch definiertes Medium auf den Markt

PELObiotech Researchers

Gespräch von Wissenschaftler zu Wissenschaftler: Dr. Lothar Steeb, CEO&CSO, und Dr. Peter Frost, CEO PELOBiotech (v.ln.r.)

„Ein exzellentes klinisches Projekt beginnt mit einer exzellenten Herstellung von Zellen und Medien.“

Dr. Peter Frost
CEO PELOBiotech GmbH

Induzierte pluripotente Stammzellen, kurz iPS-Zellen entstehen im Labor, doch gleichen den Stammzellen eines Embryos. Biologen nutzen sie für die Untersuchung von Krankheiten, Ärzte bei der Entwicklung neuer Therapien mit Hilfe patientenspezifischer Drug Testings. In wenigen Jahren wird die Forschung mit Stammzellen jede andere Art der bisherigen Zellkultur weitgehend verdrängt haben, prognostizieren Experten. Der globale Markt für Stammzellentherapie wird bis 2026 voraussichtlich 401 Mio. USD erreichen, gegenüber 187 Mio. USD im Jahr 2021. Das Marktwachstum wird vor allem durch Faktoren wie die zunehmenden Aktivitäten in der Stammzellenforschung und die steigende Zahl von GMP (Good Manufacturing Practice) -zertifizierten Einrichtungen zur Herstellung von Stammzellen angetrieben. Die steigende Nachfrage nach iPSCs und die wachsende Nachfrage nach Zell- und Gentherapien werden das Wachstum dieses Marktes in den kommenden Jahren voraussichtlich ebenfalls unterstützen.

iPS-Zellen können jede Zelle des menschlichen Körpers bilden. Als der Japaner Shinya Yamanaka seine Entdeckung im Jahr 2006 der Fachwelt vorstellte, war dies eine Revolution, galten Zellen bis dahin auf ihre Entwicklung festgelegt. Im Jahr 2012, gerade einmal sechs Jahre nach seiner Entdeckung, erhielt Yamanaka den Nobelpreis für Medizin. Seitdem erkennen immer mehr Forscher und Ärzte auf der ganzen Welt, welche Möglichkeiten die Forschung mit Stammzellen bietet. Für die medizinische Forschung sind iPS-Zellen interessant, weil sich mit ihrer Hilfe patientenspezifische Zellen herstellen lassen. So ist es bereits gelungen mittels Stammzell-Transplantation Sichelzellenanämie zu therapieren und Symptome der Parkinson-Krankheit zu lindern. Die Nachfrage nach neuen Therapien für die Behandlung von Autoimmun-, neurologischen, Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen führt zu einem rasanten Anstieg der Forschungsprojekte. Zusätzlich fließen immer mehr Gelder in diese zellbasierte Forschung.

„In zehn Jahren werden wir die Zellkultur von heute so nicht mehr erleben“, weiß auch Dr. Peter Frost, CEO PELOBiotech. „Ich höre immer öfter, dass viele Gruppen weg von Zelllinien und primären Zellen ganz auf Stammzellforschung wechseln wollen.“ PELOBiotech ist als eines der ersten Mitglieder des Deutschen Stammzellnetzwerks (GSCN) regelmäßig im Gespräch mit den führenden Stammzellforschern weltweit und weiß, was jetzt und in Zukunft auf dem Markt benötigt wird.

Embryonale (ES) und iPS-Zellen sind für ihre faszinierende, aber schwierige Natur bekannt. Da sie ohne Antibiotika gezüchtet werden und eine sensible Handhabung erfordern, kann es Monate oder sogar Jahre dauern, bis man die Kunst der iPS Zellkultur beherrscht. “Der Umgang mit diesen heiklen Zellen ist eine Frage der Expertise, des Wissens und des Zugangs zu den richtigen Tools”, fügt Dr. Lothar Steeb, CSO & CEO von PELOBiotech, hinzu. Die Auswahl des richtigen Produkts aus einer Vielzahl von Anbietern kann den Prozess vereinfachen. Für viele Gruppen ist es zudem wichtig, von R&D-Qualität auf GMP-Qualität zu wechseln, um Ressourcen, Zeit und Geld zu sparen. Aus diesem Grund bietet PELOBiotech viele hochwertige Stammzellkulturprodukte, mesenchymale Stammzellen, Medien und wichtige Extras in R&D- und GMP-Qualität für die klinische und industrielle Forschung an.

Als eines der interessantesten Produkte derzeit auf dem Markt führt PELOBiotech die CellCorTM Linie in der europäsichen Forschung ein, ein einzigartiges und wirklich chemisch definiertes Medium. Das Medium von Xcell Therapeutics eignet sich hervorragend für mesenchymale Stammzellen (MSCs) und ist als SFD Serum-freies definiertes MSC-Medium und als chemisch definiertes MSC-Medium CellCorTM CD erhältlich. Wichtig für alle klinischen und industriellen Arbeitsgruppen sind beide SC-Medien in R&D- und GMP-Qualität erhältlich. Neben diesem bahnbrechenden Werkzeug sind traditionelle Medien für ES/iPS-Zellkulturen entscheidend.

Medien für Erhaltung, Selbsterneuerung und Differenzierung
Spezielle Differenzierungsmedien wurden entwickelt, um die Differenzierung von iPSC-Zellen in eine Vielzahl von iPS-abgeleiteten Zellen zu erleichtern. Der Stammzellexperte bietet menschliche iPS-Zellen von verschiedenen Spendern (z.B. mit unterschiedlichem Alter und Gesundheitszustand) zusammen mit speziellen Medien an. PELOBiotech verfügt über Medien für ES/iPS-Zellen sowie für iPS-Zellen von renommierten Anbietern wie Reprocell und PELOBiotechs Marke Cellovations.

Mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) in der Immunforschung einen Schritt voraus
Pluripotente Stammzellen sind ein wunderbares Werkzeug, da sie durch Differenzierung jeden anderen Zelltyp (z.B. Kardiomyozyten, Hepatozyten sowie neuronale Zelltypen) im menschlichen Körper hervorbringen können, unabhängig von dem ursprünglichen Gewebe, aus dem sie stammen. PELOBiotech verfügt über iPS-Zellen, die aus Blut (EPCs), Hautgewebe (Fibroblasten) oder aus Urin gewonnenen Vorläuferzellen (UPCs) reprogrammiert wurden, und zwar mit einer Vielzahl von Spendern. Um detailliertere Ergebnisse zu erhalten, kann PELOBiotech auch humane iPS-Zellen von verschiedenen Spendern (z. B. mit unterschiedlichem Alter und Gesundheitszustand) mit speziellen Medien gewinnen. Das Portfolio umfasst auch primäre Knock-out-Zellen von Tieren und menschliche GFP/RFP-markierte Zellen, um GMP-Anforderungen zu erfüllen.

iPS-Reprogrammierungstools für eine sichere, flexible und schnelle Reprogrammierung
Mit den iPS-Reprogrammierungstools können qualitativ hochwertige menschliche iPS-Zellen erzeugt werden. Die Kits zielen auf eine sichere, flexible, schnelle und kostengünstige Reprogrammierung ab. Dazu werden endothelialen Vorläuferzellen (EPCs) aus peripherem und Nabelschnurblut sowie aus adulten und neonatalen Fibroblasten verwendet.

Da ES/iPS-Zellen höhere Anforderungen an das Coating und Cryo-Konservierung stellen, gibt es spezielle Tools: Die Cryo-Konservierung ist eines der wichtigsten Themen in der Zellkultur, insbesondere in der Primär- und Stammzellkultur, da die Forschung mit Zellen von ihrer Lebensfähigkeit und Haltbarkeit abhängt.

Dafür hat PELOBiotech neue und einzigartige Formulierungen von Cryo-Medien, die speziell für ES- und iPS-Zellen entwickelt wurden. Herkömmliche Cryo-Medien enthalten Zusätze wie Dimethylsulfoxid (DMSO), die potenziell mutagen sind. Daher suchen immer mehr Wissenschaftler nach verbesserten, DMSO-reduzierten bis hin zu DMSO-freien Cryo-Lösungen, die im klinischen Bereich auch in cGMP-Qualität erhältlich sind. Um nur einige dieser Medien zu nennen: CryoScarless (Bioverde via Funakoshi, für Stammzellen), ReproCryo (ReproCell, für ES/iPS-Zellen) und CryoNovo P24 (Akron, für MSCs). Neben Zellen und Medien sind immer mehr Forscher auf der Suche nach Zellkultur-Tools:

Coatings und Extrazelluläre Matrixlösungen (ECM) machen es den Zellen bequem
Stammzellen als auch von iPS-Zellen benötigt eine maßgeschneiderte Einstellung physiologisch relevanter Bedingungen für ein optimiertes Wachstum. Diese Wachstumsoptimierung wird von ECM-Proteinen durch die Verbesserung zellulärer Funktionen für das Zellüberleben und die Zelladhäsion gewährleistet.

Eines der beliebtesten ECM-Proteine auf dem Markt, das derzeit in Beschichtungslösungen verwendet wird, ist humanes Laminin, speziell das rekombinante humane Laminin-511 E8-Fragment, wie etwa iMatrix von  Nippi, INC. Hier gibt es mehrere Varainten iMatrix-511, -411 und -211 (rekombinantes Laminin).  Neuer Goldstandard für Stammzellbeschichtung ist auch MyMATRIX MSC und MyMATRIX iPSC. Wer sich zunächst einen Überblick verschaffen möchte, welche ECM am besten geeignet ist, verwendet Micro-Matrix™ von MicroStem. Diese klassische Matrix aus verschiedenen Coatings lässt Forscher vorab die optimale Zusammensetzung für den jeweiligen Versuch bestimmen. Eine weitere Variante ist das gebrauchsfertige ECM-Protein Fibronektin.

CFC/CFU-Assays für detaillierte Informationen
Assays sind ein großartiges Werkzeug, um eine Vielzahl verschiedener Eigenschaften zu testen und mehr Informationen über ein bestimmtes Detail für das Projekt zu erhalten. Im Bereich der Stammzellkultur bieten CFC- und CFU-Assays einen großen Nutzen bei der Identifizierung verschiedener Arten funktioneller Vorläuferzellen in Geweben und manipulierten Zellpopulationen.

Small Molecules und Wachstumsfaktoren in R&D und GMP Produkten
“Wir glauben an die Zukunft einer immer präziseren Forschung unter immer definiteren Bedingungen, z.B. unter Verwendung von serum-, xeno-freien oder chemisch definierten Tools”, sagt Dr. Lothar Steeb. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, gibt es jetzt eine breite Palette von Produkten in GMP-Qualität für klinischen Zellkultur. Small Molecules können in der Stammzellkultur zur Erforschung und Modulation von Signalwegen eingesetzt werden, die an der Erzeugung von iPS-Zellen und der Differenzierung pluripotenter Stammzellen beteiligt sind. Da das allgemeine Interesse an Produkten zunimmt, die ohne Serum oder tierischen Bestandteile sind, sind Wachstumsfaktoren und Cytokine auch als animal-component Produkte (ACF) und für den klinischen Bedarf teilweise sogar in cGMP-Qualität erhältlich.

Neben Cryo-Medien in GMP-Qualität kann auch A- und AB Serum für einige Projekte eine Alternative sein. Wenn Wissenschaftler serumfrei arbeiten, gibt es auch virusinaktiviertes humanes Plättchen Lysat als Ersatz für fetales Rinderserum (FBS).  Auch für die Isolierung von Fettstammzellen (ASCs) bieten sich hochgereinigte Enzyme wie CIzyme AS aus Lipoaspiraten (GMP) an.