Deutschland - Mikroskope - Kauf und Wartung eines Lebendzellanalyse-Gerätes "Sartorius Incucyte S3"

I. Kurzbeschreibung des Forschungsfeldes Ziel des Forschungsvorhabens sind zelluläre und molekulare Untersuchungen zur Rolle extrazellulärer Vesikel (EVs) für die Kommunikation von Hautzellen im Kontext der Wundheilung (s. Arbeitsprogramm der Projektbeschreibung). Hierfür sind dynamische Studien an lebenden, primären Zellen und Zellmodellen vorgesehen, die durch Analyse der Veränderung bestimmter Marker Erkenntnisse zum Einfluss von EVs auf biologische Prozesse wie Apoptose, Proliferation und Differenzierung über definierte Zeiträume liefern sollen. Darüberhinaus sind qualitative und quantitative Untersuchungen zur chemotaktischen Migration von Zellen vorgesehen, insbesondere im Kontext der Wundheilung, d.h. dem Verschluss einer Wunde durch Einwanderung und Proliferation von Hautzellen ins zerstörte Gewebe. II. Bedarf Das Lebendzell-Analyse-Gerät muss zwingend folgende Anforderungen kumulativ erfüllen: - Quantitative und qualitative Erfassung von Zellen unterschiedlicher Vitalität, Aktivität und Differenzierung möglichst ohne Verwendung chemischer Markierungen/Labels. Zuverlässige Bildgebung von Zellen auch ohne Fluoreszenzmarkierung. Diese Anforderungen sind bedeutend, da die Untersuchungen an primären, und daher besonders empflindlichen Zellen erfolgen. - Zellschonende, kontinuierliche Erfassung dynamischer, phänotypischer Veränderungen bestimmter Teilmengen von Zellen, ohne diese für Messungen aus dem Brutschrank nehmen zu müssen, und die biologischen Vorgänge dadurch zu beeinträchtigen. Dies gilt insbesondere für der ungestörte Erfasssung der biologischen Aktivierung oder Differenzierung inkubierter Zellen, etwa bei Behandlung mit selbst isolierten Exosomen/EVs. - Funktionelle Analyse der Migration von Zellen, etwa bei Behandlung mit Exosomen/EVs. Das Lebendzell-Analyse-Gerät muss die Erfassung der Zellen sowohl oberhalb, als auch unterhalb der porösen Membran ermöglichen, um auf die klassischen Transwell-Modellsysteme verzichten zu können, deren Membranfilter eine hohe und unregelmäßige Porendichte aufweisen, die das mikroskopische Monitoring der Zellen erschweren. - Anwendbarkeit von in-vitro-Wundheilungsmodellen im Lebendzell-Analyse-Gerät unter Zellkulturbedingungen. III. Alleinstellung: Abgrenzung des Miltenyi MAC SQuant Analyzer 16 zu anderen Anbietern Im Hinblick auf die geplanten Anwendungen grenzt sich das Incucyte-Gerät von ähnlichen Systemen im Wesentlichen durch folgende wichtige Eigenschaften ab: Label-freie Analyse von Apoptose, Proliferation und Differenzierung in Einzelzellen Das Incucyte(R) S3 bietet die Möglichkeit zur Zellzählung und Klassifizierung von Zellen, ausschließlich anhand Ihrer Größe, Rundheit und/oder Fluoreszenz über die Zeit, ohne Verwendung chemischer Markierungen/Labels. Gerade bei Arbeiten mit primären Zellen oder Immunzellen, die nach Isolation bereits stark beansprucht sind, ist es von großem Vorteil, bei der Assay-basierten Quantifizierung auf molekulare Markierungen/Labels verzichten zu können, um die Zellen nicht zusätzlichem Stress auszusetzen. So können Veränderungen der Zellzahl durch Proliferation, wie auch morphologische Unterschiede bei Apoptose, und selbst Differenzierungsprozesse, etwa von Makrophagen, komplett nicht-invasiv verfolgt werden. Diese besonders zellschonende Erfassung dynamischer, phänotypischer Veränderungen bestimmter Teilmengen von Zellen während der biologischen Aktivierung oder Differenzierung in Kombination mit Behandlungen (z.B. EVs), ist ein entscheidender Vorteil des Incucyte(R) S3. Nachträglich können im Phasenkontrast erkannte Zellen mit dem Cell-by-Cell-Softwaremodul ihrem jeweiligen Fluoreszenzwert zugeordnet werden, was in weiterführenden Analysen ein Gating der Zellpopulationen und somit differenzierte Aussagen zu den Effekten in zellulären Subpopulationen ermöglicht. Analyse von Chemotaxis und Migration in markierten und unmarkierten Zellen Die Zellmigration ist in vielen biologischen Prozessen, etwa der Immunantwort, Metastasierung von Tumoren wie auch Wundheilung, von großer Bedeutung. Dabei spielt die gerichtete Wanderung von Zellen in Richtung biochemischer Lockstoffe (Chemotaxis) eine besondere Rolle. Die präzise Analyse dieser dynamischen Prozesse ist für deren Verständnis elementar. Im Gegensatz zu den klassischen Transwell-Modellsystemen, deren Membranfilter mit hoher Porendichte das mikroskopische Monitoring der Zellen erschweren, bietet der Incucyte(R) Analyzer S3 mit speziell entwickelten Chemotaxisplatten und Softwaremodul eine perfekt auf diese Fragestellung abgestimmte Komplettlösung. - Durch die Verwendung einer optisch transparenten Membran mit einer definierten Anzahl von präzise per Laser gesetzten Poren ist eine zuverlässige Bildgebung von Zellen, auch ohne Fluoreszenzmarkierung, möglich. Und die Zellen können nach der Analyse isoliert und weiter untersucht oder kultiviert werden. - Durch die exakt gleichen Abstände zwischen den 96 Poren pro Well und der geringen Anzahl an Poren im Vergleich zu klassischen Membransystemen bildet sich ein stabiler Gradient aus. Die Zellen müssen sich aktiv auf die Poren zubewegen. Dies trifft für alle Zelltypen zu. Aussagekräftige Ergebnisse können mit einer besonders kleinen Zellzahl, etwa 1.000 bis 5.000 Zellen, gewonnen werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn man mit primären Zellen oder limitiertem Patientenmaterial arbeitet. - Das Incucyte(R) S3 ermöglicht die störungsfreie, kontinuierliche Verfolgung des Vorgangs über mehrere Stunden unter optimalen Bedingungen. Dabei erlaubt die spezielle Software die präzise Analyse der gerichteten Zellmigration durch die Bestimmung von adhärenten Zellen sowohl oberhalb, als auch unterhalb der Membran. Eine Fluoreszenzmarkierung ist hierfür nicht zwingend erforderlich. Anwendung optimierter Wundheilungsmodelle Die Analyse zellulärer Effekte im Wundheilungsmodell (Scratch-Assay) ist von zentraler Bedeutung für das Gelingen des Forschungsvorhabens. Hierfür bietet das Incucyte(R) S3 mit dem WoundMaker und einem speziellen Softwaremodul die ideale Lösung. Mit dem WoundMaker-Tool kann der Anwender sehr leicht und mit einer hohen Reproduzierbarkeit in allen 96 Wells einer Testplatte gleichförmige Scratches, also zellfreie Bereiche in einem Zellrasen, erzeugen. Die Software erkennt diese Areale und kann das Einwandern von Zellen, deren Proliferation und Verschluss dieser Bereiche kontinuierlich über die Zeit dokumentieren, ohne dass die Testplatten für die Messung aus dem Brutschrank genommen werden müssen. Dies ist sowohl mit fluoreszenzmarkierten, als auch mit unmarkierten Zellen möglich. Die Verwendung dieses Systems hat sich beim Kooperationspartner Bundeswehr bereits bewährt. Der Einsatz desselben Modells für das vorliegende Projekt würde eine daran anschließende, Zeit- und Geld-sparende Umsetzung der geplanten Experimente, wie auch Vergleichbarkeit der Ergebnisse ermöglichen. Fazit Die Kombination der oben aufgeführten, funktionellen Eigenschaften in einem einzelnen Gerät macht das Incucyte-S3-Analysegerät einzigartig auf dem Markt. Es gewährleistet eine bestmögliche Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der damit gewonnenen Forschungsergebnisse als Voraussetzung für die fristgerechte Durchführung des umfangreichen Arbeitsprogrammes im Forschungsvorhaben, wie beim Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr beantragt und gemäß Zuwendungsbescheid vom 30.03.2026 bewilligt. Der Kauf eines oder möglicherweise mehrerer anderer Geräte, die diese Anwendungen abdecken, kommt daher für uns nicht in Frage.