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Etablierung alternativer Kryokonservierungsstrategien

Kryokonservierung von Zellen in Suspension

 

Dr. rer. nat. N. Hofmann

L. Lauterböck, M.Sc.

Julia Struß, BTA

 

Erfolgreiche Langzeitlagerung von suspendierten Zellen mittels Kryokonservierung erfordert eine Optimierung der Frier- und Auftauparameter. Nur ein optimales Protokoll garantiert eine hohe Produktqualität und eine gute Zellausbeute nach der Rekultivierung der eingefrorenen Zellsubstrate. Jeder Zelltyp braucht spezielle Einfrier- und Auftaubedingungen, durch die der osmotische Stress auf die Zelle und eine unerwünschte intrazelluläre Eis­kristallbildung reduziert werden kann. Die Kryokonservierung von emp­findli­chen, teuren oder schwer zu beschaffenden Zellen stellt besonders hohe Anforderungen an den Einfrier- und Auftauprozess, da hier hohe Zell­überlebens­raten und uneingeschränkte Zellaktivität nach dem Auftauen be­sonders wichtig sind. Die Anpassung der Kühlraten und die Wahl eines geeigneten Gefrierschutzmittels in angepasster Konzentra­tion tragen dazu bei, zu­friedenstel­lende Ergebnisse bei der Langzeitlagerung von Zellsuspensionen zu erhalten. Kommerzielle Einfrierautomaten (WB230, ASKION GmbH Gera; CM 2000, Carburos Metallicos/Airproducts, Spanien) (Abb. 1) sowie die am IMP erfolgte Entwicklung des µ-Freezers ermöglichen „Controlled Rate Freezing“, d.h. ein kontrolliertes Einfrieren nach definierten Einfrierprotokollen. Durch die Verwendung eines automatischen Zell­zählers mit integrierter TrypanBlau-Färbung (Beckman Coulter ViCell XR) kann die Ermittlung der membranintakten Zellen vereinfacht und beschleunigt werden. Mit verschiedenen (Abb. 2) Zellmodellen wurde ein strukturiertes System zur Parameteroptimierung erarbeitet. Unter Anwendung dieses Systems werden derzeit verschiedene Gefrierschutz­strategien getestet und weiterentwickelt. Dazu gehören der Einsatz von kompatiblen Soluten, Antioxidantien, Heat Shock Proteinen, Antifreezeproteinen sowie Zucker und Zuckeralkohole.