Zautomatyzowana produkcja kultur komórkowych

Zautomatyzowana produkcja kultur komórkowych

W Instytucie Maxa Plancka w Niemczech zbudowano zautomatyzowane urządzenie do produkcji kultur komórkowych. Dzięki niemu można znacznie przyspieszyć prace badawcze dotyczące roli białek w procesach zachodzących w organizmach.

Kultury komórkowe określane są jako procesy prowadzone in vitro mające na celu hodowle i wykorzystywanie do badań komórek organizmów żywych. Kultury komórkowe hoduje się w naczyniach z tworzywa sztucznego, najczęściej polistyrenu (szalkach Petriego) w ściśle określonych warunkach temperatury, wilgotności, pH, stężenie tlenu i dwutlenku węgla. Hodowla kultur komórkowych jest bardzo czasochłonną czynnością. Z tego powodu specjaliści z Instytutu Inżynierii Wytwarzania i Automatyki Fraunhofera IPA w Stuttgarcie, Instytutu Fizycznych Metod Pomiarowych Fraunhofera IPM we Freibergu i Instytutu Informatyki Stosowanej Fraunhofera w Sankt Augustin wraz z naukowcami z Instytutu Maxa Plancka w Dreźnie opracowali zautomatyzowane urządzenie do produkcji kultur komórkowych.

Urządzenie składa się z matrycy modułów, pierwszy z nich to robot, który transportuje naczynia z kulturami komórkowymi. Następnym modułem jest mikroskop który regularnie analizuje obraz komórek, dzięki czemu można ocenić stan i poziom wzrostu kultur komórkowych. Mikroskop sam ustawia swoje optykę i włącza źródło światła, gdy zachodzi taka potrzeba. Optyka mikroskopu jest odporna na warunki wysokiej wilgotności, jakie panują przy produkcji kultur komórkowych. Obraz z mikroskopu przesyłany jest do systemu sterującego – który jest nowością w produkcji kultur komórkowych.

Program komputerowy analizuje obrazy mikroskopowe i wskazania urządzeń i na tej podstawie ocenia jak bardzo naczynie produkcyjne jest wypełnione namnożonymi kulturami komórkowymi. Gdy powstanie wystarczająco duża kolonia komórek kolejny moduł – pusta w środku igła – przenosi komórki o wielkości 100 – 200 mikrometrów do kolejnego pojemnika. Użytkownik systemu może nauczyć program rozpoznawać typy komórek i określać działania na wypadek pojawienia się ich nowych typów. Po tym zabiegu rozpoznawanie komórek odbywa się automatycznie. Całe urządzenie zajmuje powierzchnię małego laboratorium – można je oglądać w Instytucie Maxa Plancka, gdzie zostało w ostatnim czasie zainstalowane.

Nowe urządzenie pomoże w określeniu funkcji wielu białek. Naukowcy wstrzykują wyhodowane komórki z segment ludzkiego genomu, który pozwala w późniejszych etapach badań identyfikować białko i określać jego funkcje. Urządzenie pozwala na produkcję 500 kultur białkowych miesięcznie oraz może być przystosowane do innych celów, np. określania skuteczności nowych leków.

(pj)