Tierische Zellkultur
Das Gebiet der Kultivierung tierischer Zellen stellt an die biotechnologische Prozessentwicklung große prozesstechnische und wissenschaftliche Herausforderungen. Dies liegt unter anderem an langen Prozessdauern, zahlreichen komplexen Nähstoffbedürfnissen der Zellen sowie Empfindlichkeit gegenüber hydromechanischem Stress. Die AVT.BioVT setzt in der tierischen Zellkultur mit ihrer Expertise im Kleinkulturmaßstab im Bereich der Kultivierung in Schüttelkolben und Mikrotiterplatten an. So soll an der Beantwortung bisher offen gebliebener Forschungsfragen mitgewirkt werden.
Die Forschungsaktivitäten im Bereich der tierischen Zellkultur konzentrieren sich auf die Anwendung von online Messtechnik in kleinskaligen Kultivierungssystem (mL-Maßstab). Dazu werden die an der AVT.BioVT bereits entwickelten Online-Monitoring Technologien an die Prozessanforderungen der tierischen Zellkultur adaptiert. Erste Erkenntnisse zeigen, dass sich die RAMOS-Technologie trotz der sehr geringen Atmungsraten von tierischen Zellkulturen einsetzen lässt, um das Wachstums- und Produktionsverhalten unter verschiedenen Kultivierungsbedingungen zu untersuchen. So können beispielsweise verschiedene Kultivierungsmedien verglichen werden. Auch der Einfluss von Kultivierungsparametern (z.B. Füllvolumen und Drehzahl) auf das Wachstumsverhalten lässt sich so bewerten. Die vorhandene Messsensitivität erlaubt es außerdem, kritische Kulturparameter wie Zellviabilitäten und -zahlen mit erhöhter zeitlicher Auflösung über den Kultivierungsverlauf zu bestimmen. Der so erweiterte Einblick in das Wachstumsverhalten kann im Anschluss dazu eingesetzt werden, um in industrienahen Prozessen bisher unzureichend verstandene Effekte genauer zu untersuchen und detaillierter zu beschreiben.
Auch die in Mikrotiterplatten etablierte, nicht-invasive BioLector-Technologie wird an der AVT.BioVT für die tierische Zellkultur eingesetzt. Die mittels spektrometrischer Methoden gemessenen Signalintensitäten biogener Fluoreszenzen wie Riboflavin und NADH oder Streuung durch Zellwachstum sind Grundlage der Prozesscharakterisierung im Mikrotiterplattenmaßstab. Im Vergleich zu Kultivierungen in größeren Bioreaktoren kann so der Durchsatz erhöht werden, während die benötigten Kulturvolumina deutlich reduziert werden. Neben der Identifizierung geeigneter Screeningparameter (z.B. initiale Zellzahlen oder Medienzusammensetzungen), welche in dem Messsystem beforscht werden können, steht auch die Frage der Maßstabsübertragung im Zentrum der Untersuchungen. Die Übertragbarkeit von Prozessen zwischen Mikrotiterplatten, Schüttelkolben und gerührten Bioreaktoren muss gegeben sein, um die Vorteile des erhöhten Durchsatzes in Mikrotiterplatten nutzen zu können. Durch die erhöhte Sensibilität von tierischen Zellkulturen gegenüber hydromechanischer Beanspruchung rückt dieses Scale-up Kriterium stärker in den Fokus als es beiprokaryotischen Systemen der Fall ist.
Bei Fragen zu den genannten Themengebieten erreichen Sie uns über die angegebene Ansprechperson.
Wir bieten fortlaufend Abschlussarbeiten zu den genannten Themengebieten an. Ausschreibungen finden Sie im Angebot der Studien- und Abschlussarbeiten der AVT (Zugriff nur aus dem RWTH-Netz). Zudem können Sie uns jederzeit gerne eine Initiativbewerbung über unser Sekretariat zukommen lassen (Secretary.BioVT@avt.rwth-aachen.de).