Verstehen von TEER: Ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der Barriereintegrität
Warum die Integrität der Barriere wichtig ist
Zellbarrieren, wie das Darmepithel, die Blut-Hirn-Schranke oder das Hornhautendothel, sind entscheidend dafür, zu kontrollieren, was in Gewebe ein- und austritt. Eine geschwächte Barriere kann zu Krankheiten führen, während eine starke Barriere für die Erhaltung der Gesundheit unerlässlich ist.
Das Verständnis, wie die Schutzbarrieren unseres Körpers funktionieren, ist entscheidend für die Weiterentwicklung von Behandlungen und die Entwicklung neuer Therapien. Für Forscher ist die genaue Messung der Barriereintegrität in Bereichen von der Arzneimittelentwicklung bis zur Krankheitsmodellierung von großer Bedeutung. Eines der wichtigsten Werkzeuge, die Wissenschaftler zur Untersuchung dieser Barrieren verwenden, ist TEER (Transepitheliale Elektrische Resistenz oder Transendotheliale Elektrische Resistenz). Diese leistungsstarke Messtechnik liefert wertvolle Einblicke in die Integrität und Funktion von Zellbarrieren, die unsere Organe und Gewebe schützen. TEER ist eine Goldstandard-Methode, die nicht-invasiv die Integrität und Permeabilität von in Kultur gezüchteten Zellmonolayern quantifiziert.
Was ist TEER?
TEER ist eine quantitative Messung des elektrischen Widerstands über einen Zellmonolayer. Einfach ausgedrückt misst es, wie gut eine Zellschicht den Durchtritt von Ionen und kleinen Molekülen blockiert und testet somit, wie „dicht“ die Zellbarriere ist. Die Messung wird in Ohm pro Quadratzentimeter (Ω·cm²) angegeben und spiegelt die Integrität der Tight Junctions zwischen benachbarten Zellen wider. Einfach gesagt:
- Hohe TEER-Werte zeigen enge Verbindungen zwischen Zellen und eine gut ausgebildete, wenig durchlässige Barriere an.
- Niedrige TEER-Werte deuten auf undichte oder geschädigte Barrieren hin, bei denen Ionen und Moleküle leichter passieren können.
TEER-Messungen basieren auf dem grundlegenden Prinzip des elektrischen Widerstands. Forscher züchten Zellen typischerweise auf durchlässigen Trägern oder Einsätzen. Wenn Zellen einen Monolayer mit intakten Tight Junctions bilden, schaffen sie eine Barriere, die die Bewegung von Ionen einschränkt. Diese Einschränkung erhöht den elektrischen Widerstand über die Zellschicht. Elektroden, die oberhalb und unterhalb des Zellmonolayers platziert sind, legen einen kleinen Strom an, und der Widerstand wird gemessen. Dieser Widerstand zeigt, wie gut die Zellverbindungen den Ionenfluss blockieren und dient als Indikator für die Barrierefunktion.
Der Messprozess umfasst:
- Elektrodenplatzierung: Zwei Elektroden werden auf gegenüberliegenden Seiten des Zellmonolayers positioniert, eine in der apikalen (oberen) Kammer und eine in der basolateralen (unteren) Kammer.
- Stromanwendung: Ein kleiner Wechselstrom wird über die Zellschicht angelegt.
- Spannungsmessung: Der Spannungsabfall über den Monolayer wird gemessen.
- Widerstandsberechnung: Mit dem Ohmschen Gesetz (V = IR) wird der Widerstand berechnet und auf die Oberfläche normiert.
Warum TEER verwenden?
Das Besondere an TEER ist, dass es:
- Quantitativ ist: Es liefert numerische Daten, die über die Zeit verfolgt werden können.
- Nicht-destruktiv ist: Im Gegensatz zu Farbstoff-Durchlässigkeitstests schädigt TEER die Zellen nicht.
- Echtzeitmessungen ermöglicht: Messungen können während der Experimente wiederholt durchgeführt werden, um die Barriereentwicklung, Arzneimittelreaktionen oder Verletzungen zu verfolgen.
- Reproduzierbar ist: Standardisierte Protokolle liefern konsistente Ergebnisse.
- Kosteneffizient ist: Relativ preiswert im Vergleich zu anderen Methoden zur Barrierebewertung.
- Hohe Durchsatzrate bietet: Mehrere Proben können schnell mit einem automatisierten System wie dem EVOM™ Auto von WPI gemessen werden.
TEER spiegelt hauptsächlich den Widerstand der Tight Junctions zwischen Zellen, der Zellmembranen selbst und des parazellulären Weges (dem Raum zwischen den Zellen) wider. Wenn Tight Junctions gut ausgebildet und funktional sind, erhöhen sie den elektrischen Widerstand deutlich, was zu höheren TEER-Werten führt.
WPI hat mit der EVOM™-Serie manueller und automatisierter Systeme sowie spezialisierten Elektroden, die für Reproduzierbarkeit und Präzision entwickelt wurden, Pionierarbeit bei TEER-Messlösungen geleistet. Diese Systeme ermöglichen es Forschern, TEER in Zellkultureinsätzen verschiedener Größen zu messen, die Barrierebildung über die Zeit zu verfolgen und experimentelle Bedingungen schnell und zuverlässig zu vergleichen.
Ein Fenster zur Barrieregesundheit
TEER ist mehr als nur eine Messung. Es ist ein Fenster in die Gesundheit und Funktion von Zellbarrieren. TEER bietet Forschern ein leistungsstarkes Werkzeug, um zu verstehen, wie die Schutzbarrieren unseres Körpers funktionieren und versagen. Von der Untersuchung neurologischer Erkrankungen, die die Blut-Hirn-Schranke betreffen, bis hin zur Erforschung entzündlicher Darmerkrankungen, die die Darmintegrität beeinträchtigen, liefern TEER-Messungen wertvolle Einblicke in die menschliche Gesundheit und Krankheit. Ob bei der Erforschung von Krankheiten, dem Testen neuer Therapien oder der Entwicklung fortschrittlicher Modelle – TEER bietet ein zuverlässiges, quantitatives Werkzeug zur Förderung von Entdeckungen.
Für Forscher, die Studien zur Barrierefunktion beginnen, eröffnet die Beherrschung der TEER-Messtechniken eine Vielzahl von Forschungsmöglichkeiten. Ob bei der Untersuchung grundlegender zellbiologischer Fragestellungen oder der Entwicklung der nächsten Generation therapeutischer Interventionen – TEER bleibt ein unverzichtbares Werkzeug im modernen Forschungslabor.
Das Verständnis und die korrekte Anwendung von TEER-Messungen können die Forschungsqualität erheblich verbessern und dazu beitragen, unser Wissen darüber zu erweitern, wie biologische Barrieren die menschliche Gesundheit schützen und erhalten. Angesichts neuer gesundheitlicher Herausforderungen, von neurodegenerativen Erkrankungen bis hin zu entzündlichen Zuständen, wird TEER zweifellos eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung wirksamer Lösungen spielen.
Bei WPI unterstützen wir Wissenschaftler weltweit mit zuverlässigen TEER-Instrumenten und Zubehör, die die Barriereforschung zugänglich, genau und reproduzierbar machen.
