Lonza-Elektroporation mittels Nucleofector™ Technologie

Die Möglichkeit DNA, RNA oder Proteine in Zellen einzubringen, um deren Genotyp oder Phänotyp zu verändern, ein Prozess der als Transfektion bezeichnet wird, ist in einer Vielzahl von Anwendungen in der Biowissenschaft entscheidend. Es gibt verschiedene Transfektionsmethoden, und die Wahl des zu verwendenden Ansatzes hängt oft von seiner Eignung für die jeweilige Anwendung ab. Die Elektroporation ist eine physikalische Transfektionsmethode, die die Zellmembran durch Anlegen eines elektrischen Impulses permeabilisiert und Moleküle über ein elektrisches Feld in die Zelle bewegt. Es ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Transfektion großer DNA-Fragmente und zum Erreichen einer guten Transfektions-Effizienz in Zelllinien.

 

Aufgrund der hohen Toxizität war die herkömmliche Elektroporation jedoch weniger erfolgreich, um biologisch relevantere Primär- und Stammzellen effizient zu transfizieren, was ihre Anwendung begrenzt hat.

 

Die Lösung von Lonza ist eine verbesserte Elektroporationstechnologie, die Nucleofector-Technologie, die ursprünglich 2001 von der Firma Amaxa auf den Markt gebracht wurde. Sie ermöglicht die hocheffiziente Transfektion von Primärzellen, Stammzellen, Neuronen und Zelllinien, die bisher nur schwer mittels Elektroporation oder anderen nicht-viralen Transfektionsverfahren zu transfizieren waren. In den letzten Jahren hat dies neue Möglichkeiten für die Erforschung von Krankheiten und Therapien eröffnet, einschließlich der Weiterentwicklung von Gentherapien, Immuntherapien und der Stammzellenerzeugung.

 

 

Die Nucleofector Technologie verwendet eine spezifische Kombination von optimierten elektrischen Parametern und Zelltyp-spezifischen Lösungen, die den Transfer eines Moleküls direkt in den Zellkern zulässt. Aufgrund dieser Unabhängigkeit von der Zellproliferation ermöglicht dies eine effiziente Transfektion von sogar sich nicht teilenden primären Zellen (wie ruhende T-Zellen oder Neuronen) und beschleunigt auch die Expression.

 

Drei Komponenten sind der Schlüssel für die erfolgreiche und effiziente Transfektion von primären Zellen oder Zelllinien mit einer Vielzahl von Substraten:

 

  1. Ein Nucleofector-Gerät, das die elektrischen Pulse generiert, die für jeden optimierten Zelltyp vorprogrammiert sind. Die verschiedenen Geräte-Plattformen bieten unterschiedliche Spezifikationen für verschiedene Anwendungen.
  2. Nucleofector Kits, die alle nötigen Komponenten (Küvetten, Lösungen, fluoreszierender positiver Kontrollvektor (pmax GFPTM Control Vector)) enthalten. 
  3. Optimierte Protokolle und eine umfassende Anleitung für optimale Nukleofektionsbedingungen.

 

Lonza hat unterschiedliche Geräte-Plattformen für die Nucleofection entwickelt:

2b: Einzel-Küvetten-basiertes System

Der Nucleofector 2b ist ein Nachfolger der ursprünglichen Plattform, die 2001 eingeführt wurde und eine Transfektion mit geringem Durchsatz im Küvettenformat ermöglicht. Im Unterschied zu den andern Plattformen, die mit leitfähigen Polymergefäßen arbeiten, verwendet der 2b Aluminiumküvetten. Für dieses System bietet Lonza auch alternative Küvetten an, die für die Bakterientransformation verwendet werden können.

4D-Nucleofector System

Das fortschrittliche, flexible und komfortable 4D-Nucleofector-System umfasst eine Kerneinheit (Core-Unit) sowie unterschiedliche Zusatz-Einheiten für verschiedene Anwendungen. Die Core-Unit dient zur Steuerung und generiert die elektrischen Pulse.


4D-X-Unit: Transfektion verschiedener Zellzahlen in verschiedenen Formaten


Die X-Unit verfügt über Positionen für 20 μL 8er-Streifen und 100 μL-Einzel-Küvetten. Zellen, die mit der X-Einheit transfiziert wurden, können auf andere Nucleofector-Plattformen (96-Well-Shuttle, HT-System und LV-Unit) übertragen werden, ohne dass eine erneute Optimierung erforderlich ist.

 

 

4D- Y-Unit: Adhärente Elektroporation

 

Die Y-Unit bietet die Möglichkeit adhärente Zellen zu transfizieren. Adhärente Primärzellen, insbesondere Neuronen, in definierten Entwicklungsstadien können mit der Y-Unit ohne Beeinträchtigung ihrer Funktionalität und mit einer Effizienz von bis zu 70% transfiziert werden.

 

 

Shuttle-Unit: Das 96-Well Add-On

 

Der Shuttle eignet sich für mittleren Durchsatz und zur bequemen Optimierung  oder zur Assay-Etablierung. Jedes Well kann individuell adressiert und transfiziert werden. Dies ist zur Optimierung von schwierig zu transfizierenden Zelllinien in nur einer Platte sowie zum Transfizieren von variablen Zellzahlen von 104 bis 106 Zellen pro Reaktion nützlich.

 

 

4D LV-Unit: Transfektion im großen Maßstab


Die 4D-LV Unit ermöglicht die geschlossene, skalierbare und sterile Transfektion größerer Zellzahlen im Bereich von 1x107 bis 1x109 Zellen. Es bietet zwei große Transfektionsformate, 1 ml Cartridges oder LV Cartridges für ein Volumen von bis zu 20 ml. Durch die umfangreichen Transfektionsfähigkeiten der LV-Unit ist sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet.

 

 

Transfektion mit hohem Durchsatz

 

Das HT Nucleofector System ist eine unabhängige Plattform, die Transfektion mit hohem Durchsatz im 384-Well-Format ermöglicht. Mit einer extrem schnellen Anwendungszeit von einer Minute und hoher Reproduzierbarkeit ist es das ideale Werkzeug für Screening-Anwendungen.

 

 

Eine Übersicht bietet auch die neue Lonza Broschüre.

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