Organoide kultivieren und vermehren – aus Stammzellen

Von Stammzellen zu Organoiden

Der CERO 3D Incubator & Bioreactor bietet ideale Bedingungen, um Organoide aus pluripotenten oder adulten Stammzellen zu kultivieren und zu vermehren. Er liefert einen wirtschaftlichen, standardisierten Weg zu hohen Ausbeuten gleichmäßiger, komplexer 3D-Modelle verschiedener Gewebe und Organe. Je höher die zelluläre, strukturelle und funktionelle Komplexität der Organoide, desto besser sagen sie die Antwort in vivo voraus.


Besseres Wachstum und höhere Vitalität der Organoide, auch in der Langzeitkultur.


Bessere Reproduzierbarkeit und größere physiologische Aussagekraft.


Organoide kosten- und zeitsparend herstellen.

Magenorganoide

In dieser Untersuchung CERO 3D bot ideale Bedingungen für die Kultur von Magenorganoiden. Die Organoide bestanden aus verschiedenen Zelltypen, wie sie auch im Magengewebe vorkommen. Darüber hinaus tragen sie Marker reifer Strukturen, etwa die Magenmuzine MUC5AC und MUC6, Trefoil-Faktoren und Pepsinogen.

The generation of gastric organoids is a crucial step in the study of Helicobacter pylori infection and gastric carcinogenesis. The CERO 3D Incubator & Bioreactor allows the generation in a much more efficient, reproducible, physiological and cost efficient way compared to any other approach.


Logo der Technischen Universität München Dr. Raquel Mejias-Luque, TUM, Germany

Nierenzellen aus hPSC im großen Maßstab herstellen

Der CERO 3D wurde eingesetzt, um ein Verfahren für die Herstellung proximaler Nierentubulus-Epithelzellen (PTEC) aus humanen pluripotenten Stammzellen (hPSC) im großen Maßstab zu entwickeln. Die hPSC werden in Suspensionsbioreaktoren vermehrt, die Differenzierung zu PTEC läuft auf matrixbeschichteten Alginat-Beads. So entstehen Zellen, die für Blutreinigung, Homöostase, Ausscheidung und die Rückresorption von Stoffen aus dem Primärharn entscheidend sind. Mit diesen PTEC lässt sich die durch Wirkstoffe ausgelöste Nierenschädigung im Modell nachbilden – wertvoll für Forschung und Entwicklung in der Pharmazie.

Ablauf der PTEC-Differenzierung: hPSC werden auf matrixbeschichteten Alginat-Beads expandiert, in den CERO 3D inokuliert und über frühe und fortgeschrittene Nierenvorläufer bis Tag 20 zu proximalen Tubulusepithelzellen geführt
Übersicht über den Ablauf: humane pluripotente Stammzellen werden in Suspensionskultur (3D) zu proximalen Nierentubulus-Epithelzellen (PTEC) differenziert. Die hPSC werden auf matrixbeschichteten Alginat-Beads vermehrt und in den CERO 3D Bioreaktor eingebracht. Zwischen Tag −4 und Tag 20 durchlaufen die Zellen frühe und fortgeschrittene Vorläuferstadien der Niere bis zu reifen PTEC, die dann geerntet werden.

Reference: Ngo et al. (2022) Functional differentiation and scalable production of renal proximal tubular epithelial cells from human pluripotent stem cells in a dynamic culture system, Cell Prolif. 2022 Mar; 55(3): e13190.

Nierenorganoide

Der CERO 3D Bioreaktor ermöglicht es, iPSC-abgeleitete Nierenorganoide wirtschaftlich zu erzeugen – auch mit schwierigen Zelllinien. Weil sich die Zellen unmittelbar einbringen lassen, entfällt das Voraggregieren in Platten mit besonders anhaftungsarmer Oberfläche; der Ablauf wird schlanker.

iPSC-abgeleitete Nierenorganoide, im CERO 3D Bioreaktor kultiviertiPSC-abgeleitete Nierenorganoide gedeihen im CERO 3D Bioreaktor.

Weit fortgeschrittene Differenzierung:Die Organoide zeigen reife Strukturen wie proximale Tubuli (LTL-positiv) und tragen wichtige Marker wie WT1 – ein Hinweis darauf, dass sich Nierenstrukturen und deren Funktion entwickeln


Vielseitige Kultur:Verschiedene Zelllinien werden unterstützt, was viele Fragestellungen zugänglich macht.


Bessere Organoidkultur:Die passende Umgebung verbessert Vitalität, Reproduzierbarkeit und physiologische Aussagekraft.

Courtesy: Prof. Schermer (Nephrolab Cologne, Kidney Research Center Cologne, KRCC), Germany

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