Innovation-Insider-Newsletter - Premium-Ausgabe

Ein Wort von unserer wissenschaftlichen Leiterin

Willkommen beim ersten Innovation Insider von WPI, unserem monatlichen Newsletter rund um die Förderung der Wissenschaft, die Ermöglichung von Innovationen und die Entdeckung neuer Erkenntnisse.

Die fortgesetzte Umsetzung des FDA Modernization Act und damit verbundener globaler regulatorischer Initiativen markiert einen bedeutsamen Wandel hin zur Integration nicht tierischer, humanrelevanter Modelle in die präklinische Entscheidungsfindung. Mit der zunehmenden Verbreitung dieser New Approach Methods (NAMs) steigen auch die Anforderungen an Datenqualität, Reproduzierbarkeit und quantitative Genauigkeit. Das bedeutet erfreulicherweise auch, dass die Möglichkeiten, umfangreichere und aussagekräftigere Datensätze aus NAMs wie Organ-on-Chip-Plattformen (OoC) und anderen komplexen In-vitro-Modellen zu gewinnen, größer sind als je zuvor. Forschende und Arzneimittelentwickler benötigen Messinstrumente, die die Komplexität dieser Modelle in umsetzbare Erkenntnisse übersetzen, die die therapeutische Entwicklung tatsächlich unterstützen. Zuverlässige, standardisierte Endpunkte werden immer wichtiger, um Plattformen zu vergleichen, Mechanismen zu validieren und Vertrauen in neue Modalitäten zu schaffen.

Bei WPI setzen wir uns dafür ein, diesen Wandel zu unterstützen, indem wir Forschenden die Möglichkeit geben, präzise, verlässliche und aussagekräftige Daten zu erfassen, die erforderlich sind, um Krankheiten besser zu verstehen und sicherere, wirksamere Therapien für Patientinnen und Patienten zu ermöglichen. WPI investiert in Forschung und Entwicklung, Kooperationen und strategische Partnerschaften, damit wir unseren Kunden Messinstrumente zur Verfügung stellen können, die aussagekräftigere Daten ermöglichen. Wir freuen uns, dass Sie uns begleiten, während wir dieses Thema in dieser Ausgabe von WPIs Innovation Insider weiter vertiefen: Messungen, die zählen.

Dr. Adrienne Watson
adriennew@wpiinc.com
Wissenschaftlicher Leiter,
World Precision Instruments

Innovation in Aktion!  

WPI freut sich, bekannt zu geben, dass die Produktfamilie EVOM™ um die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) erweitert wurde. Diese Funktionen befinden sich derzeit in der Betatestphase und werden in Kürze für das EVOM™ Auto ElectroZ! kommerziell verfügbar sein.

Erfahren Sie hier mehr über die automatisierten TEER- und EIS-Messungen von WPI:



  VIDEO ANSEHEN

WPI’s EIS-fähiger EVOM™ Auto ElectroZ bietet die analytische Tiefe der herkömmlichen, auf MEA basierenden elektrochemischen Impedanzspektroskopie (ECIS) und bewahrt zugleich die physiologische Relevanz von TEER-Messungen auf Transwell-Basis. Mit EIS können Forschende über Messungen der Barriereintegrität hinausgehen und quantitative Daten zu den zugrunde liegenden funktionellen und morphologischen Eigenschaften von Zellen erfassen.1,2 Außerdem bietet es eine nicht-invasive, schnelle und einfache Möglichkeit, die Konfluenz von Zellen auf semipermeablen Einsätzen zu beurteilen - eine Möglichkeit, die es für Transwell-Platten bisher nicht gab. Anders als bei ECIS, bei dem Zellen direkt auf teuren, nicht-physiologischen, elektrodenbasierten Kulturplatten wachsen müssen, quantifiziert EVOM™ Auto ElectroZ das Verhalten der apikalen und basolateralen Membran und unterscheidet es, indem es das Membranverhältnis (oder Tau-Verhältnis) ermittelt. Außerdem liefert es Informationen zum transepithelialen/endothelialen  Widerstand (TEER) und zur Kapazität (TEC) der Kultur. Damit kann WPI mechanistische Erkenntnisse durch schnelle, nicht-invasive Messungen mit hohem Durchsatz bieten, ohne auf ideale physiologische Kulturmethoden für polarisierte oder kokultivierte Zellen verzichten zu müssen. So schließt die Technologie die Lücke zwischen klassischen TEER-Messungen und ECIS auf eine Weise, die derzeit keine andere Plattform ermöglicht. Dank dieser Funktionen erhalten Forschende Zugang zu aussagekräftigen Messungen und Daten, die quantitative, mechanistische Erkenntnisse liefern und nicht nur zeigen, ob sich eine Barriere verändert hat, sondern auch, wie und warum sie sich verändert.

Wissenschaftlicher Schwerpunkt  


WPI’s EVOM™ Auto ElectroZ, unsere neueste Technologie, ermöglicht EIS-Messungen an Zellen, die in handelsüblichen Transwell-Formaten gezüchtet werden, und ermöglicht außerdem eine völlig neue Messgröße: das Membranverhältnis. Das Membranverhältnis (oder Tau-Verhältnis) ist eine biologische Messgröße, die die beiden elektrischen Zeitkonstanten einer Zellmonoschicht vergleicht und widerspiegelt, wie unterschiedlich sich die apikale und basolaterale Membran elektrisch verhalten.Jeder Zelltyp weist ein charakteristisches Membranverhältnis auf, das seine einzigartigen Eigenschaften der apikalen und basolateralen Membran widerspiegelt1,2. Jetzt können Forschende erstmals mit einer nicht-invasiven Messung, die so einfach ist wie eine TEER-Messung, membranspezifische physiologische Eigenschaften erfassen, die sich mit TEER allein nicht erfassen lassen. Das Membranverhältnis macht Veränderungen der Zellpolarität, der Membranintegrität und der Transportdynamik sichtbar, die bei Gesundheit, Krankheit oder als Reaktion auf Medikamente auftreten. EVOM™ Auto ElectroZ ermöglicht aussagekräftige Messungen: Messungen wie das Membranverhältnis, das zusammen mit der Möglichkeit, schnell und zuverlässig Widerstand und Kapazität von Zellen auf Transwell-Platten zu messen, diese neue Technologie zu einer spannenden und wertvollen Ergänzung Ihres in-vitro-Workflows macht.

Vom Labor in die Praxis

(Rechts) Das Tau-Verhältnis ist in iPSC-derived-RPE-Proben von Patientinnen und Patienten mit Ziliopathien statistisch signifikant erhöht. Dies stimmt mit der Beobachtung überein, dass diese Zellen eine funktionelle Polarität aufweisen.3

Das Tau-Verhältnis (Tau_R) wurde kürzlich in einer Veröffentlichung von Dr. Kapil Bhartis Labor in Cell Reports als funktioneller Indikator für die Polarisation des retinalen Pigmentepithels (RPE) eingeführt. Bei Ziliopathien, einer Gruppe von Erkrankungen, die durch Mutationen in über 150 Genen verursacht werden, welche an Aufbau und Funktion des primären Ziliums beteiligt sind, ist die Netzhautdegeneration ein häufiges Merkmal. Sie wird durch Defekte bei der Entwicklung und Reifung von Photorezeptoren und RPE verursacht. Aus induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnene RPE-Zellen (iPSC-derived RPE) von Patientinnen und Patienten mit Ziliopathien zeigten einen Verlust von Mikrovilli, eine Auflösung der Zellverbindungen, eine mesenchymale Verschiebung, Veränderungen der Eigenschaften der apikalen und basolateralen Membran sowie eine Verschiebung des Tau-Verhältnisses, was mit Defekten der epithelialen Polarisation übereinstimmt.3 Diese Studie legt nahe, dass das Tau-Verhältnis ein nützlicher Biomarker sein könnte, um iPSCs von Patientinnen und Patienten mit Ziliopathien zu identifizieren, den Mechanismus funktioneller Polarisationsdefekte zu bestimmen und als schnelle, nicht-invasive Messgröße für das Screening von Therapeutika auf ihre Wirksamkeit bei der Umkehr dieser Beeinträchtigungen zu dienen.3

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Einblicke in die Zusammenarbeit

WPI freut sich, seinen neuesten Kooperationspartner vorzustellen: die Toronto Metropolitan University (TMU). Dort leitet Dr. Darius Rackus, Assistant Professor für Chemie und Biologie, eine umfassende Studie zur funktionellen Validierung der Plattform EVOM™ Auto ElectroZ. Sein Labor und weitere kooperierende Labore an der TMU erstellen Referenz-EIS-Datensätze für verschiedene Zelllinien, biologische Systeme und Krankheitsmodelle. Damit schaffen sie die grundlegenden Impedanzsignaturen, die Forschende benötigen, um TEER- und EIS-Messungen biologisch besser interpretieren zu können. Heißen Sie gemeinsam mit uns die TMU und Dr. Darius Rackus in der WPI-Familie willkommen!

Dr. Rackus
Dr. Darius Rackus
Assistenzprofessor für Chemie und Biologie, Toronto Metropolitan University

Lassen Sie uns in Kontakt treten

  • WPI veranstaltet am 13. Oktober eine Tischpräsentation an der Indiana University. Wenn Sie an dieser Veranstaltung teilnehmen möchten, kontaktieren Sie Neil (neild@wpiinc.com) für weitere Informationen!
  • WPI ist vom 14. bis 16. Oktober bei BioFlorida in Orlando, FL vertreten. Dort tauschen wir uns mit der Biotech-Community in unserer Region aus und sprechen darüber, wie unsere Lösungen die Forschung an Barriere-Modellen verändern, NAMs unterstützen und weltweit die Entwicklung von Therapeutika ermöglichen.
  • Wir sind auch bei Vascular Biology in Monterey, October 18-22, dabei. Dort präsentieren wir neue Daten von unserer neuesten Organ-on-Chip-Plattform EVOM™ Chip, einem bahnbrechenden mikrophysiologischen System für TEER-Messungen in Echtzeit und mit mehreren Messkanälen für Organ-on-Chip. Erfahren Sie mehr über EVOM™ Chip! Auf der Society for Neuroscience (SFN), November 14-18 finden Sie uns in der Ausstellungshalle an Stand #800. Dort führen wir EVOM™ Auto ElectroZ vor und sprechen darüber, wie die Impedanzspektroskopie neue Wege in der Epithel- und Endothelzellforschung eröffnet.
  • Schließlich präsentiert WPI auf der Cell Biology in San Diego, December 12-15, seine neuesten EIS-Messfunktionen und zeigt, wie Mehrfrequenz-Impedanz funktionelle Polarisation, Membranverhalten und mechanistische Erkenntnisse in fortschrittlichen Zell- und Gewebemodellen sichtbar machen kann.

Verbinden Sie sich mit unseren Vertriebspartnern!

Wir freuen uns darauf, mit Ihnen in Kontakt zu treten und Ihnen zu zeigen, wie WPI aussagekräftige Messungen ermöglicht.

Referenzen

  1. Chien, A. J., Lewallen, C. F., Khor, H., Vazquez Cegla, A., Guo, R., Watson, A. L., Hatcher, C., McCarty, N. A., Bharti, K., & Forest, C. R. (2025). Methode zur extrazellulären elektrochemischen Impedanzspektroskopie an epithelialen Zellmonolayern. Bio protocol, 15(12), e5341. https://bio-protocol.org/en/bpdetail.
  2. Lewallen, C. F., Chien, A., Maminishkis, A., Hirday, R., Reichert, D., Sharma, R., Wan, Q., Bharti, K., & Forest, C. R. (2023). Ein biologisch validiertes mathematisches Modell zur Entschlüsselung der elektrischen Eigenschaften von Epithelzellen an der apikalen und basolateralen Membran sowie zwischen den Zellen. American Journal of Physiology – Cell Physiology, 325, C1470–C1484. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpcell.00200.2023.
  3. Reichert, D., Gul, S., Ortolan, D., McGaughey, D., Montford, J., Ryu, J., Jeffrey, A. S., Lewallen, C. F., Veres, K., Villasmil, R., Carreiro, N. D. W., Tsang, S. H., Huryn, L. A., Brooks, B. P., Zein, W., May Simera, H. L., Sharma, R., & Bharti, K. (2026). Mesenchymale Drift in aus Ciliopathie-iPSCs abgeleiteten RPE-Zellen zeigt einen konvergenten pathogenen Zellzustand. Cell Reports, 45, 117906. https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(26)00984-8.

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