Forscher von Siemens Österreich haben in Zusammenarbeit mit dem Austrian Institute of Technology (AIT) eine Analyseplattform entwickelt, die Zellreaktionen direkt am Chip misst. Dafür werden Zellen lebend isoliert und auf einem Chip ausgesät. So kann man Therapien im Kleinen ausprobieren und daraus Rückschlüsse ziehen, was am besten im Körper eines Patienten wirkt.
Konkret wurde im Rahmen des Projektes „PORACCS – Pathogenesis of Rheumatoid Arthritis on a Cell-on-a-Chip System“ (gefördert von der FFG) getestet, wie Zellen von Patienten mit rheumatischer Arthritis auf Schwefelverbindungen reagieren. Schwefel wirkt entzündungshemmend, aber bei manchen Patienten zeigt sich eine gegenteilige Wirkung und ihr Zustand verschlechtert sich. Für Labors ist es daher wichtig, rasch bestimmen zu können, ob die vorgesehene Therapie sinnvoll ist.
Die Analyseplattform besteht aus einem computergesteuerten Cell-on-a-Chip-System mit vier separaten Mikrokultur-Kammern und externen Heiz- und Pumpstationen. Im Chip befinden sich vier berührungslose Mikrosensoren für elektrischen Widerstand. Sie ermöglichen eine nicht-invasive Überwachung der Zellreaktion. Elektrische Widerstandswerte (Impedanz) werden über einen breiten Frequenzbereich von 300 Hz bis 20 MHz erfasst. Dies ist nötig, um die Zellen sowohl als Ganzes zu erfassen als auch Änderungen in den Zellorganellen beobachten zu können.
Minimale Zellentnahme und Langzeitbeobachtung möglich
Das Besondere am System ist, dass lediglich 100 bis 500 Zellen benötigt werden – eine Anzahl, die man mit einer einfachen Biopsie entnehmen kann. Für herkömmliche zellbasierte Diagnoseverfahren bräuchte man deutlich mehr und müsste zuerst die Zellen in einer Zellkultur vermehren. Das kostengünstige Diagnoseverfahren ermöglicht zudem Zellen über einen langen Zeitraum von mehr als 100 Stunden zu beobachten. Dadurch sind dynamische Veränderungen erkennbar, wie zum Beispiel das Nachlassen der Zellreaktion durch Ausscheidung oder Abbau eines Medikaments.
Derzeit befinden sich Cell-on-a-Chip-Systeme noch im Versuchsstadium. Sie könnten aber künftig im Rahmen einer personalisierten Medizin eine wichtige Rolle spielen, um eine Entscheidungshilfe für Behandlungen zu bieten.
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Siemens steht in Österreich seit 135 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität und Zuverlässigkeit. Die Siemens AG Österreich zählt zu den führenden Technologieunternehmen des Landes. Die Geschäftstätigkeit konzentriert sich auf die Bereiche Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung. Siemens ist weltweit einer der größten Hersteller energieeffizienter ressourcenschonender Technologien. Das Unternehmen ist einer der führenden Anbieter von Energieübertragungslösungen und Pionier bei Infrastrukturlösungen, u.a. im Schienenverkehrsbereich mit dem weltweiten Headquarter für Urban Transport in Wien, sowie bei Automatisierungs- und Softwarelösungen für die Industrie. Darüber hinaus ist das Unternehmen ein führender Anbieter bildgebender medizinischer Geräte wie Computertomographen und Magnetresonanztomographen sowie in der Labordiagnostik und klinischer IT. Insgesamt arbeiten für Siemens in Österreich rund 10.400 Menschen. Weitere Informationen: www.siemens.at