Zellbasierte Assays

Zelluläre oder zellbasierte Assays können sowohl in der biomedizinischen Forschung als auch in Screening-Anwendungen in der Arzneimittelforschung zur effizienten Quantifizierung von Zytotoxizität, biologischer Aktivität, biochemischen Mechanismen und Off-Target-Interaktionen eingesetzt werden. Zu den Vorteilen zellbasierter Assays gehört die Erleichterung und Generierung komplexer und biologisch relevanter Daten. Im Gegensatz zu herkömmlichen biochemischen Assays sind zellbasierte Assays physiologisch relevanter und bieten die Möglichkeit, die Eigenschaften von Substanzen gleichzeitig zu bewerten.     

Assays für die Zellgesundheit

Zellviabilitäts- und Zellproliferationsassays können wirksam zur Bewertung der Zellgesundheit eingesetzt werden. Die Viabilität und die Proliferationsrate von Zellen werden häufig mit Farbstoffen wie Trypanblau oder Calcein-AM oder mit Fluoreszenzmessungen bewertet. Diese Assays können zur Quantifizierung und Bewertung der Gesundheit von Säugerzelllinien, Primärzellen und Stammzellen verwendet werden.

Zellmigrations- & Zellinvasionsassays

Unter Zellmigration wird die Bewegung von Zellen als Reaktion auf bestimmte externe Signale einschließlich chemischer und mechanischer Reize verstanden. Während der Zellinvasion können die Zellen die Umgebung modifizieren, indem sie durch die Struktur der extrazellulären Matrix (EZM) migrieren.

Zellmigration und -invasion können in vitro mit weit verbreiteten membranbasierten Migrationssystemen wie dem Boyden-Kammer-Assay untersucht werden. Kits für Zellmigration und -invasion werden in der Krebsforschung häufig verwendet, um die Zellmotilität und -invasivität als Reaktion auf Chemoattraktivitätsgradienten zu untersuchen.

Angiogenese-Assays

Als Angiogenese wird die Bildung von Blutgefäßen aus bestehender Vaskulatur bezeichnet. Sie wird durch chemische Signale gesteuert. Mit Angiogenese-Assays kann sowohl die Induktion als auch die Hemmung der Angiogenese in In-vitro-Zellmodellen untersucht werden. Durch die Entwicklung zellbasierter Assays für die Arzneimittelforschung kann die Optimierung von Krebsbehandlungen und andere von der Angiogenese abhängige Krankheiten beschleunigt werden.

Assays für reaktive Sauerstoffspezies

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind chemisch reaktive, sauerstoffhaltige Moleküle. ROS-Assays können für das Screening chemischer Verbindungen und zum Nachweis oder besseren Verständnis der Auswirkungen dieser Spezies auf Säugerzellen verwendet werden. Zellbasierte ROS- und oxidative Stresstests liefern biologisch relevante Informationen zur Bewertung der Zellviabilität, Proliferation oder Zytotoxizität von Zellen im Gegensatz zur Bindung oder Aktivität biologischer Moleküle. Dies ist einer der Hauptunterschiede zwischen zellbasierten und biochemischen Tests.

Proteinassays

Proteinassays werden zur Quantifizierung der Proteinkonzentration verwendet. Zu den gebräuchlichen Proteinassays gehören der enzymgekoppelte Immunabsorptionsassay (ELISA), der zum Nachweis und zur Quantifizierung löslicher Substanzen für diagnostische Zwecke und zur Qualitätskontrolle verwendet wird, und der MTT-Test, der zur Messung der zellulären Stoffwechselaktivität als Indikator für die Viabilität, Proliferation und Zytotoxizität von Zellen dient.

Assays für die Analyse lebender Zellen

Die Analyse lebender Zellen kann zur quantitativen Messung des zellulären Verhaltens im Zeitverlauf und zum Verständnis des Einflusses von Umweltfaktoren verwendet werden. Fortschrittliche Systeme zur Analyse lebender Zellen können notwendige und einzigartige Einblicke in dynamische Lebensprozesse liefern. Dieser einzigartige Einblick wird durch mikrofluidische und andere umfeldkontrollierte Analysekammern für lebende Zellen erreicht, mit denen Gas-, Temperatur- und Medienänderungen kontrolliert werden, um die Beobachtung des Zellverhaltens zu ermöglichen. Diese Instrumente werden durch nicht zytotoxische, photostabile Farbstoffe und Fluorophore wie Zellverfolgungsfarbstoffe und fluoreszierende Biosensoren ergänzt. Durch photostabile Medien kann die Stabilität von Fluoreszenz-Trackern bei langfristigen Bildgebungsstudien verbessert werden.