Zelllinienentwicklung

Zelllinien für maßgeschneiderte in-vitro Modelle

Die Entwicklung von Zelllinien ist entscheidend für die biomedizinische Forschung, Arzneimittelentwicklung und Grundlagenforschung, da sie Konsistenz und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet. Wir entwickeln maßgeschneiderte 2D/3D-Zellmodelle für spezialisierte Anwendungen und Assays. Zur genetischen Modifizierung wie der Integration von Genes of Interest (GOIs) nutzen wir transiente Transfektion, stabile genomische Transfektion mittels viraler Methoden oder CRISPR/Cas. Unsere innovativen rekombinanten Expressionssysteme ermöglichen die gezielte Expression induzierbarer Gene oder Proteine. Als Ausgangsbasis nutzen wir Primärzellen, primär-ähnliche Zellen und Zelllinien, darunter humane Primärzellen und Tumorzelllinien der Leber sowie hochleistungsfähige serumfrei kultivierte CHO-Suspensionszellen. Für spezialisierte Anwendungen haben wir erfolgreich Zelllinien mit der rekombinanten Expression humaner Phase-I-Enzyme (CYPs) oder GPCRs entwickelt, die einen bedeutenden Beitrag zur Wirkstoffforschung leisten. 

Charakteristika und Nutzungspotentiale der Technologie

  • Hohe Flexibilität durch Zelllinienadaptierung an unterschiedliche Kulturbedingungen
    • Definierte serumfreie Kultivierung
    • Physiologische 3D-Zellmodelle mit hoher Aussagekraft
    • Suspensionskultivierung für hohe Zellausbeuten
    • Cokulturmodelle für Zell-Zell-Interaktionsanalysen
  • Zugang zu physiologisch kritischen Targets wie »difficult-to-express proteins« durch induzierbare rekombinante Expression 

Wir setzen unsere Kompetenzen für Ihre Forschungsziele ein.

Unser Beitrag zu Ihrem Projekt

  • Generierung individueller Zellmodelle basierend auf Primärzellen, primär-ähnlichen Zellen und Zelllinien, in 2D oder 3D
  • Etablierung von Cokulturmodellen für Zell-Zell-Interaktionsanalysen
  • Spezialisierte Zelllinien für Ihren Assay durch lentivirale Technologien und CRISPR/Cas
  • Konstitutive und induzierbare Gen- bzw. Proteinexpression ermöglichen flexible Lösungen
  • Zelllinienadaptation an serumfreie und Suspensionsbedingungen zur einfachen Assaydurchführung

 

Metabolisierung von Wirkstoffen

Entdecken Sie weitere Angebote und Informationen zu spezifischen Anwendungsfällen und  konkreten Einsatzmöglichkeiten der Technologie! 

 

  • Metabolisierung von Wirkstoffen
  • Präzisere Screenings zur Beschleunigung Ihrer Wirkstoffentwicklung
  • Synthese von Membranproteinen

 

PZ-Syn: Pilzbasierte zellfreie Syntheseplattformen

Zellfreie Syntheseplattformen für die Herstellung innovativer Biokatalysatoren

© Alexander Karich
Cystoderma lilacipes in ihrer natürlichen Umgebung

In der Fraunhofer Projektgruppe entwickeln Fraunhofer IZI-BB, BTU Cottbus-Senftenberg und TU Dresden neue zellfreie Syntheseplattformen zur schnellen Herstellung unspezifischer Peroxygenasen aus Pilzen, um sie u.a. für die Synthese neuer Wirkstoffe oder anderer Spezialchemikalien einzusetzen.

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PZ-Syn+G: Synthese G-Protein-gekoppelter Rezeptoren

Neue GPCR-Plattformen für das gezielte Wirkstoffscreening

© Fraunhofer IZI-BB

Das Projekt »PZ-Syn+G« baut auf der Fraunhofer-Projektgruppe »Pilzbasierte zellfreie Syntheseplattformen« (PZ-Syn) am BTU-Campus Senftenberg auf und richtet seinen Fokus auf die Etablierung einer verlässlichen Produktionspipeline für funktionsfähige G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) – eine Rezeptorfamilie, die auf Grund ihrer Schlüsselfunktion für zentrale Signalwege das Ziel von mehr als einem Drittel aller zugelassenen Arzneistoffe darstellt. Aufgrund ihrer komplexen Struktur gehören sie jedoch zu den schwer zugänglichen Proteinklassen – ein Engpass für Wirkstoffforschung und Diagnostik.

Zum Projekt

HepatoTox: Mikrofluidische Bioreaktoren

für in-vitro-Toxizitätsmessungen (Liver-on-a-Chip)

Mikrofluidische Bioreaktoren für in-vitro-Toxizitätsmessungen (Liver-on-a-Chip)
© Fraunhofer IZI-BB
Mikrofluidische Bioreaktoren für in-vitro-Toxizitätsmessungen (Liver-on-a-Chip)

Das in diesem Projekt entstandene Mikrophysiologische System (Liver-on-Chip) zur Beurteilung der Langzeittoxizität von Wirkstoffen soll mittelfristig Tierversuche ersetzen. Die Echtzeitmessung der Konzentrationen von Glukose und Sauerstoff sowie des pH-Werts ermöglicht nicht nur eine Qualitätskontrolle, sondern liefert auch wertvolle zeitaufgelöste Informationen über die metabolische Aktivität der Hepatozyten, wenn sie Wirkstoffkandidaten oder chemischen Substanzen ausgesetzt sind.

ZUr Technologie

NGD: Next Generation Drugs

Biotechnologisch aktivierte Wirkstoffe – maßgeschneiderte Plattform für die Präzisionsmedizin

Das Fraunhofer IZI‑BB optimiert zellfrei Peroxygenasen und entwickelt humane Lebermodelle, um Wirkstoffe wie Clopidogrel und Tamoxifen in hochwirksame, verträgliche Metaboliten umzuwandeln. BTU und Fraunhofer IAP skalieren die Produktion und entwickeln die Formulierung und zelluläre Testung.

Zum Projekt

  • Vollausgestattete Facility für Zellkulturarbeiten (S1/S2) bis hin zum Bioreaktormaßstab
  • Genetische Modifizierung von Zellen mittels viralem oder CRISPR-Cas basiertem Gentransfer
  • Charakterisierung von Primärzellen und Zelllinien z.B. hinsichtlich:
    • Proliferation, Migration
    • Genexpression mittels PCR und RT-qPCR Methoden
    • Proteinexpression mittels mikroskopischer und durchflusszytometrischer (Immun)Detektion (z.B. Fluoreszenzfärbung, Western Blot, FACS)
    • Enzymaktivität
    • Metabolismus
    • Zytotoxizität

Geräte

  • PCR (Biometra Tadvanced, Analytic Jena) und RT-qPCR (LightCycler®, Roche)
  • Durchflusszytometrie inkl. Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS Cellsorter SH800S, Sony Biotechnologies)
  • Multimode-Plattenreader ClarioStar Plus (BMG Labtech)
  • Konfokales Laser Scanning-Mikroskop (Zeiss LSM 980 mit NLO-Laser), Inkubationskammer, Mehrphotonen-Anregung, Fluoreszenz/Phosphoreszenz-Lebensdauern und Korrelationen mittels Lifetime-Imaging (FLIM/PLIM) und Fluoreszenkorrelationsspektroskopie (FCS)
  • Vollautomatisierte Fluoreszenzmikroskope für Zeitrafferaufnahmen lebender Zellen unter physiologischen Bedingungen (Time-Lapse-Mikroskopie mit Inkubationskammern) (CellSens; ScanR mit KI)
  • TIRF-Mikroskopie (Olympus)
  • Laser Tweezer / optische Pinzette mit Laser-Mikrodissektion (Palm / Zeiss)
  • Homogenisator Precellys Evolution Touch (Bertin Instruments)
  • Next Generation Sequencing (NGS) (Illumina MiniSeq™)
  • HPLC (Shimadzu) und UHPLC (Ultimate 3000 nanoRSLC, Dionex)

  • Steinbrecht S, Pfeifer N, Herzog N, Katzenberger N, Schulz C, Kammerer S, Küpper J-H. HepG2-1A2 C2 and C7: Lentivirus vector-mediated stable and functional overexpression of cytochrome P450 1A2 in human hepatoblastoma cells. Toxicology Letters 319 (2020) 155–159.
  • Schulz C, Jung F, Küpper J-H. Inhibition of phase-1 biotransformation and cytostatic effects of diphenyleneiodonium on hepatoblastoma cell line HepG2 and a CYP3A4-overexpressing HepG2 cell clone. Clin Hemorheol Microcirc 79 (2021) 231-243.
  • Schulz C, Herzog N, Kubick S, Jung F, Küpper J-H. Stable Chinese Hamster Ovary Suspension Cell Lines Harboring Recombinant Human Cytochrome P450 Oxidoreductase and Human Cytochrome P450 Monooxygenases as Platform for In Vitro Biotransformation Studies. Cells 12 (2023) 2140.
  • Knauer J-F, Schulz C, Zemella A, Wüstenhagen D-A, Walter R-M, Lüpper J-H, Kubick S. Synthesis of mono Cytochrome P450 in a modified CHO‑CPR cell‑free protein production platform. Scientific Reports 14 (2024) 1271
  • Schulz C, Stegen S, Jung F, Küpper J-H. Mono-CYP CHO Model: A Recombinant Chinese Hamster Ovary Cell Platform for Investigating CYP-Specific Tamoxifen Metabolism. Int. J. Mol. Sci. 26 (2025) 3992

Patente

  • Schulz C, Küpper J-H. Testsystem aufweisend stabil CYP-transfizierte oder transduzierte Säugetierzellen. DE 10 2023 102 366.7 / WO 2024 16 08 63 A1