Verfahren zur Herstellung mikrostrukturierter Lebendzell-Mikroskopie-Träger für die automatisierte Erfassung von Einzelzell-Fluoreszenzsignalen

Bildbasierte Zytometrie ermöglicht die zeitaufgelöste Erfassung von zellulären Reaktionen mittels Fluoreszenzsignalen. Beispiele sind die Expression von grün fluoreszierenden Reporterproteinen (GFP) oder der Nachweis verschiedener Stadien im Laufe von Apoptose oder zellulärer Immunantwort. Um eine hohe Statistik von Einzelzellantworten zu erreichen, ist eine Mikroskopieplattform notwendig, welche möglichst viele Zellen in identischen Mikroumgebungen auf einem Träger „präpariert". 

Im vorliegenden Projekt wurde ein Herstellungsverfahren für mikrostrukturierte Substrate mit regelmäßig angeordneten, uniformen Adhäsionsstrukturen entwickelt. Die photolithographisch strukturierten Träger erleichtern eine vollautomatisierte Bildverarbeitung und können skalierbar hergestellt werden. Die Machbarkeit einer automatisierten „Lebendzell-Mikroskopie auf Einzelzellfeldern“ (Live-cell Imaging on Single Cell Arrays − LISCA) mit Auswertung mittels einer im Projekt entwickelten, interaktiven Software wurde getestet. Tausende individuelle Zeitverläufe von GFP-Reporter-Konstrukten lassen sich reproduzierbar und mit niedriger Fehlerquote aufnehmen. 

Das Verfahren wurde genutzt, um therapeutische mRNA zu erforschen, indem über die Genexpressionszeitverläufe die mRNA-Lebenszeiten, Transfereffizienz der Vektoren und die Verteilung der Gentransferzeiten gemessen wurden.

Zur Herstellung strukturierter Mikroskopieträger im Labor wurde ein experimentelles Funktionsmodell eines UV-Belichtungsgeräts entworfen. Das LISCA-Verfahren hat somit das Potenzial, sich zu einer universell einsetzbaren Plattform für bildbasierte Einzelzell-Zytometrie in der pharmazeutischen Forschung zu entwickeln.