VIDEO: Bewertung des EVOM3 durch Forscher

von Benjamin Dubansky, PhD, Tierphysiologe/Forscher

Das EVOM ist ein spezielles Voltmeter zur Messung elektrischer Eigenschaften über eine Zellschicht in der Kultur oder einer biologischen Membran. Es ist das am häufigsten verwendete kommerzielle System zur Messung über eine Schicht kultivierter Zellen. Wir messen TEER (TER) – transepitheliale elektrische Resistenz. Das EVOM3 ermöglicht es uns, hinein zu zoomen und entweder den Widerstand oder die Spannung über diese Membranen oder Zellkulturen zu messen.

Warum wurde es erfunden?

Das EVOM (Epithelial Volt Ohm Meter) wurde in den 80er Jahren entwickelt. Es entstand zu einer Zeit, als Mehrfachkulturplatten erstmals eingeführt wurden. Kurz darauf gab es permeable Einsätze, die es ermöglichten, eine Zellschicht in einem Medium zu suspendieren.

Wenn Sie Ihre Zellen in diese permeablen Einsätze geben, teilen sie sich und bilden eine konfluente Schicht über dem sonst durchlässigen Einsatz. Während die Zellen zur Konfluenz wachsen, können Sie mit dem EVOM beobachten, wie der Widerstand ansteigt, bis er ein Plateau erreicht. Sobald Sie eine dichte, konfluente Schicht mit intrazellulären Verbindungen haben, können Sie mit Ihren Experimenten beginnen.

Welche Art von Experimenten kann man mit einem EVOM3 durchführen?

Alles! Sobald Sie eine konfluente Schicht mit interzellulären Verbindungen auf einem permeablen Substrat haben, besitzen Sie im Grunde eine Epithelzellschicht mit Barriere- und Transporteigenschaften einer biologischen Membran, jedoch in der Kultur. Sie könnten eine Substanz auf einer Seite hinzufügen und den Transport oder die Zellantwort überwachen.

Das bedeutet, Sie können mit den Barriereeigenschaften von Endothelien arbeiten, wie der Blut-Hirn-Schranke, wo Sie die Durchlässigkeit für Medikamente verfolgen oder die Auswirkungen von Xenobiotika in Toxizitätsstudien über Epithelzellschichten untersuchen können. Das EVOM3 ist in der Lage, Tausende von Grundlagenforschungsanwendungen zu bewältigen, einschließlich mechanistischer Studien zur Entdeckung von Transportmechanismen über Ionenkanäle, rezeptorvermitteltem Transport, parazellulärem Transport, interzellulären Verbindungen, Wundheilung, Remodellierung und mehr. Sobald die Zellen auf den Einsätzen sind, können sie auch bildgebend untersucht werden.

Wie ähnelt das EVOM3 einer Ussing-Kammer?

Das klingt nach der Ussing-Kammer, ist aber nicht ganz dasselbe. Die Ussing-Kammer erzeugt ein gleichmäßiges Feld über die Membran, das es ermöglicht, eine konstante Spannung über das Epithel anzulegen und gleichzeitig die gesamte Epithelzellschicht gleichmäßig zu überwachen. Die Ussing-Kammer ist wirklich für explantiertes Gewebe gedacht. Zum Beispiel kann man ein Stück Darm herausschneiden und in einer Ussing-Kammer kultivieren, um Transport- oder Barriereeigenschaften ähnlich denen zu untersuchen, die ich gerade beschrieben habe. Der Nachteil einer Ussing-Kammer ist, dass man nur wenige Proben gleichzeitig bearbeiten kann. Eine Ussing-Kammer ist definitiv keine 24-Well-Platte. Es gibt Möglichkeiten, das EVOM3 so anzupassen, dass man Ussing-Kammer-ähnliche Daten mit höherem Durchsatz erhält. Obwohl das EVOM3 nicht so genau ist wie eine Ussing-Kammer, ist es dennoch eine solide Plattform mit deutlich höherem Durchsatz.

Die einfachste Art, das EVOM3 zu verwenden, ist, während eines Experiments Messungen durchzuführen, um Veränderungen im Verlauf einer Behandlung zu überwachen. Oder Sie können die EndOhm-Elektrodenkonfiguration verwenden. Obwohl das EVOM3 nicht so genau ist wie die Ussing-Kammer, können Sie dennoch Ussing-Kammer-ähnliche Daten mit der EVOM-Serie erhalten, insbesondere mit den neuen Modellen (EVOM3).

Warum ist das EVOM3 so viel besser als die älteren Modelle?

EVOM3 ist schneller

Die neue Version ist, wie Sie sich vorstellen können, viel schneller. Sie liefert Werte schneller, da weniger Wartezeit für die Stabilisierung der Werte erforderlich ist. Das macht es viel einfacher, eine Platte durchzumessen. Die erhöhte Geschwindigkeit ermöglicht es Ihnen, dieselbe Platte mehrfach zu messen, um Veränderungen während eines Experiments viel effektiver zu verfolgen als zuvor.

Widerstand anpassen

Sie können auch den Zielwiderstand einstellen. Klingt vielleicht nicht nach viel, ist es aber. Atemwegsepithelien oder Mikrogefäße haben einen sehr niedrigen Widerstand (100 Ω/cm²) im Vergleich zur Blut-Hirn-Schranke, die mehrere Tausend Ohm (5.000 Ω/cm²) aufweist. Verschiedene Systeme sind ebenfalls unterschiedlich.

• Temperatur (37 °C vs. Raumtemperatur)
• Zellpassagenummer
• Medium (sehr wichtig)
• Wie lange Sie nach Erreichen der Konfluenz warten
• Elektrodenkonfiguration

Mit dem neuen EVOM3 gibt es eine Auto-Funktion zur Ermittlung der Zielbereiche, da sich diese ändern können, während die Zellen zur Konfluenz wachsen. Wenn Sie versuchen, eine neue Zelllinie zu kultivieren, kennen Sie wahrscheinlich nicht die Widerstandsbereiche, die Sie erwarten, und Ihre Werte können aufgrund der oben genannten Faktoren von den berichteten abweichen. Ich erwähne das aufgrund meiner eigenen Erfahrungen mit Zellkulturen. Während meiner Doktorarbeit haben wir Primärkulturen von Fischkiemezellen durchgeführt. Kein einfaches Ziel. Das ältere EVOM, das wir hatten, erforderte eine Anpassung durch den Hersteller, um den Zielwiderstand für Fischkiemen zu erreichen.

Heutzutage kann das neue EVOM3 je nach Zielwiderstand zwischen mehreren Messströmen umschalten, verfügt aber auch über eine Auto-Einstellung zur Bereichserkennung. Es ist viel vielseitiger für Primärkulturen oder wenn Sie mehr als einen Zelltyp verwenden möchten.

Praktisches Design

Viele Geräte haben Fußschalter, weil sie die Hände frei machen. In diesem Fall bedeutet das, dass Sie nichts anfassen müssen, was das Kontaminationsrisiko minimiert. Der Fußschalter zeichnet auch die Messung auf. Jedes Mal, wenn Sie bereit sind, eine Messung zu speichern, drücken Sie das Fußpedal, und der Wert wird eingetragen.

Das Tolle daran ist, dass die Werte in einem Tabellenformat gespeichert werden, während Sie von Well zu Well wechseln. Sie müssen nichts aufschreiben, was Ihre Hände weiter entlastet und das Ein- und Aussteigen aus der Sicherheitswerkbank überflüssig macht. Das verbessert die Effizienz des Arbeitsablaufs erheblich. Sie sollten mal meine Laborbücher sehen! Normalerweise muss man die Werte sowieso in eine Tabelle eingeben. Jetzt werden sie automatisch auf einem USB-Stick im CSV-Format gespeichert.

Neues Elektroden-Design

Viele Faktoren können Messungen inkonsistent machen (Temperatur, Medium, Verbrauchsmaterialien, Zeit, Platten und Elektroden). Die alten STX2-Elektroden, die meist verwendet wurden, erforderten eine ruhige Hand, und es war ein Problem, wenn man die Elektroden nicht immer gleich hielt (Tiefe, Winkel usw.), da man sonst inkonsistente Daten riskierte. Jetzt sind die Elektroden mit einer Führung befestigt, die genau in den Welleneinsatz passt. Wenn Sie die Elektroden in jedes Well einsetzen, sind sie immer an derselben Stelle, in derselben Tiefe und im gleichen Abstand zueinander. Sie können die Ausrichtung einmal einstellen und dann eine Platte durchmessen, in dem Wissen, dass die Messungen konsistent sind. Das spart auch enorm viel Zeit. Es ist einfach viel leichter zu bedienen.

Bessere Auflösung, Touchscreen, Nullstellung

Hier sind einige weitere Vorteile des EVOM3:

• Die Auflösung ist besser, wie zu erwarten.
• Das moderne Display und die Touchscreen-Bedienung vereinfachen die Nutzung.
• Sie können Kontrollwerte abziehen. Das ist praktisch.
• Da es viel schneller ist und Sie mit den Elektroden konsistentere Werte erhalten, stabile Messungen und Datenverarbeitung möglich sind, können Sie zeitgesteuerte Experimente effizient durchführen.
• TEER-Berechnungen sind einfach. Multiplizieren Sie einfach den Widerstand mit der Oberfläche des Einsatzes/Zellschicht. Sie können dies über die Zeit verfolgen und Veränderungen in den interzellulären Verbindungen, wie Tight Junctions, beobachten. Das ist zwar semiquantitativ, aber dennoch relevant.

HINWEIS: Wenn Sie mehr Genauigkeit benötigen, können Sie die EndOhm-Elektrodenkonfiguration verwenden, die an das EVOM3 angeschlossen wird. Dabei müssen Sie den Einsatz entfernen und in eine Kammer legen, die perfekt ausgerichtete Elektroden hat, ähnlich einer Ussing-Kammer. Das ist sehr gut gemacht, um schnelle und konsistente Messungen zu erhalten. Sie müssen Ihre Einsätze bewegen. Das ist ein langsamerer Prozess, aber wenn Sie sorgfältig reinigen und sterile Arbeitsbedingungen einhalten, sind die ENDOHM-Elektroden großartig. Sie sind zwar etwas langsamer, der Durchsatz ist geringer, aber immer noch viel schneller als bei einer Ussing-Kammer. Und Sie arbeiten mit kultivierten Zellen, was ebenfalls ein Vorteil ist.

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