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Pipettierroboter aus Lausanne spart viel Zeit und Geld

12.08.2020

Es ist der Traum eines jeden Biowissenschaftlers: Eine Pipette, die einzelne Zellen isoliert. Wochenlanges wiederholtes Verdünnen von Lösungen fällt dank der Erfindung eines Lausanner EPFL-Spin-offs weg. Das spart einen Haufen Zeit - etwa bei Krebsbehandlungen.

Ähnliche Systeme wie das der Firma SEED Biosciences haben zwar andere schon erfunden, "aber unseres - Dispencell genannt - ist das erste, das alle Anforderungen erfüllt. Es ist einfach zu bedienen, beeinträchtigt die Zellfunktionen nicht, kann sterilisiert werden, verbessert die Rückverfolgbarkeit und vieles mehr", sagt David Bonzon, der CTO des Unternehmens.

Das Gerät sortiert Zellen gleichsam in einen Gänsemarsch. Erst zieht die Pipette aus 20 μL einer Lösung mit einer hohen Zellkonzentration einige hundert Zellen ein. Dann wird die Pipettenspitze in die Schale gesetzt und per Knopfdruck einzeln nacheinander Zellen hinein gespritzt.

Das System enthält einen elektronischen Sensor, der mit einem ebenfalls von SEED Biosciences entwickelten Softwareprogramm verbunden ist, das die elektrische Signatur jeder Zelle aufzeichnet. Die Software ist empfindlich genug, um einzelne Zellen zu erkennen, wenn sie die Spitze passieren. Sie werden dann auf einem Computerbildschirm als scharfe Spitzen angezeigt.

50 Jahre alter Mechanismus im Einsatz

Das Gerät verwendet einen 50 Jahre alten Mechanismus namens Coulter-Zähler. Darin wandern die Partikel zwischen zwei durch ein winziges Loch getrennten Kammern hindurch, während über das Loch ein elektrischer Strom angelegt wird. Eine Elektrode befindet sich an der Pipettenspitze und eine weitere in der Lösung. Eine dünne Membran mit einem Loch von 30 μm ist über die Spitze der Pipette gespannt und lässt die Zellen eine nach der anderen passieren.

Da die Zellen nicht leitend sind, verursachen sie je nach Größe der Zellen Stromänderungen. Durch die Messung der Stromänderung bestimmt die Software den Durchgang und die elektrische Signatur der Zellen.

Die Isolierung einzelner Zellen ist essenziell beim Klonen: Jede Zelle ist ein Individuum. Zuverlässige Forschungsergebnisse liefern aber nur identische Zellen, denn nur sie können miteinander verglichen werden. Solche aus einer einzigen Zelle erzeugte Zelllinien verwenden grosse Forschungsorganisationen wie die US Food and Drug Administration (FDA).

Yann Barrandon, Honorarprofessor an der EPFL und Stammzellenexperte, hoffte jahrelang, dass irgendwer ein System entwickeln würde, das diesen Schritt zu einer einfachen Formalität macht, seine Forschung erleichtert und die Rückverfolgbarkeit gewährleistet.

Des Wartens müde, schlug er das Projekt zwei Doktoranden der EPFL - David Bonzon und Georges Muller - vor, die es mit Hilfe von Professor Philippe Renaud vom Mikrosystemlaboratorium 4 übernahmen. Nach mehreren Jahren harter Arbeit waren Bonzon und Muller bereit, ihr Gerät zu enthüllen; sie gründeten SEED Biosciences und veröffentlichten zusammen mit anderen Forschern gerade zwei Artikel in SLAS Technology.

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