Anwendungsfelder

Unsere NMR-basierte Metabolomics-Plattform ermöglicht die Analyse von Zellen mit unterschiedlichen Stufen der Komplexität:

  • Adherente- oder Suspensionszellkulturen
  • Spheroide
  • Organoide
  • primäres Gewebe

Darüber hinaus eignet sich unsere Metabolomics Plattform für verschiedene Anwendungsfelder:

  • Allgemeiner Metabolismus
  • Toxikologische Tests (sowie deren Entwicklung)
  •  Pharmakologische Tests (sowie deren Entwicklung)
  • Wirkstoffmetabolismus

Die Technologie

Das ISAS hat einen flachen NMR-Probenkopf entwickelt, der in der Lage ist lebende kultivierte Zellen, Spheroide, Organoide und sogar Gewebe über mehrere Tage unter stabilen Bedingungen zu kultivieren und analysieren. Unsere Metabolomics Plattform ermöglicht die kontinuierliche Analyse von Metaboliten und kleinen Molekülen in entsprechenden Proben. In Kombination mit Verwendung von kontrollierten Pulsen ermöglicht Metabolomics Plattform auch die spezifische und gezielte Betrachtung und Verfolgung einzelner Metabolite, Aminosäuren, Wirkstoffe oder kleiner Moleküle. Metabolomics Plattform ermöglicht:

  • “snap-shot” Messungen
  • Integrierte live-Messungen für gering abundante Metabolite/Moleküle
  • Online und offline Kinetiken

Hintergrund

NMR basierte Technologien stellen heute bereits die verlässliche Grundlage für die Identifikation und Charakterisierung kleiner Moleküle dar. Verschiedene aktuelle Ansätze versuchen die zuverlässige NMR Technologie auch für die Analyse kleiner Moleküle in lebenden Zellen, Geweben und Organen einzusetzen um orts- und zeitaufgelöste chemische Informationen zu generieren. Das ISAS hat mit seiner Metabolomics Plattform eine einfach anwendbare, NMR-basierte Technologie entwickelt, die für unterschiedlichste Anwendungen leicht adaptiert und angepasst werden kann.

Entwicklungsstadium

Diverse Prototypen werden aktuell im Forschungsbetrieb und anwendungsbezogenen Forschungsprojekten eingesetzt.

Vorteile

Verglichen mit aktuell bereits auf dem Markt erhältlichen Lösungen für NMR-basierte Zell- und Gewebsanalyse bietet unsere Metabolomics Plattform diverse Vorteile:

  • Einfach zu handhaben (Zellen können unter konstanten Kulturbedingungen gehalten werden)
  • Flexibel für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar
  • Einfache und kostengünstige Herstellung der Probenköpfe
  • Verwendbar für chemische Analysen und bildgebende Verfahren

Gewerbliche Schutzrechte

Erteilt: DE102014107296, DE102014115702, DE102015115996

Angemeldet: DE102014115572, PCT/EP2016/071535, DE102015115440, PCT/EP2016/072253

Publikationen

Gogiashvili, M., Telfah, A., Lambert, J., & Hergenröder, R. (2017). A flow microslot NMR probe coupled with a capillary isotachophoresis system exhibits improved properties compared to solenoid designs. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 409(9), 2471-2475.

Gogiashvili, M, Edlund, K, Gianmoena, K, Marchan, R, Brik, A, Andersson, JT, Lambert, J, Madjar, K, Hellwig, B, Rahnenführer, J, Hengstler, JG, Hergenröder, R & Cadenas, C 2017, 'Metabolic profiling of ob/ob mouse fatty liver using HR-MAS H-1-NMR combined with gene expression analysis reveals alterations in betaine metabolism and the transsulfuration pathway' Analytical and Bioanalytical Chemistry, Bd 409, Nr. 6, S. 1591-1606.

Gogiashvili, M, Horsch, S, Marchan, R, Gianmoena, K, Cadenas, C, Tanner, B, Naumann, S, Ersova, D, Lippek, F, Rahnenführer, J, Andersson, JT, Hergenröder, R, Lambert, J, Hengstler, JG & Edlund, K 2016, 'Impact of intratumoral heterogeneity of breast cancer tissue on quantitative metabolomics using high resolution magic angle spinning 1H-NMR' NMR in Biomedicine.

Kalfe, A., Telfah, A., Lambert, J., & Hergenröder, R. (2015). Looking into Living Cell Systems: Planar Waveguide Microfluidic NMR Detector for in Vitro Metabolomics of Tumor Spheroids. Analytical Chemistry, 87(14), 7402-7410.

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