LABORWELT 03/2011

laborwelt Nr. 3 / 2011 – 12. Jahrgang

Biomarker-Identifikation Epigenetik-Marker: Vererbung über mehrere Generationen

Paper des Monats: 5-hmc: Marker für Zellreprogrammierung

Exosomen-basierte molekulare Diagnostik von Körperflüssigkeiten

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31.05.2011 17:47:30 Uhr

Editorial | Inhalt

Neue Biomarker: Prinzip Hoffnung Um Biomarker und Biobanken als Probenlieferanten für die Biomarkerforschung gibt es derzeit einen regelrechten Hype. Arzneimittelentwicklern versprechen sie bessere Chancen, die Patientengruppe auszuwählen, bei denen eine gezielte Therapie wirkt. Zusätzlich liefern sie gute Argumente für die harten Preisverhandlungen mit den Kostenträgern der nationalen Gesundheitssysteme – Stichwort: Personalisierte, oder besser: stratifizierte Medizin. Der Beweis, dass die meisten biologischen Phänomene sich mit Surrogatmarkern hinreichend exakt beschreiben lassen, steht indes aus.

Biologische Prozesse laufen oft nach dem Muster: Stopft man ein Loch, so strömt es umso stärker aus einem anderen heraus. Doch trotzdem hat eine Welle an teuren Großprojekten auch die Forschung ergriffen. Was reizt, ist das Versprechen, Einblick in biologische Mechanismen zu erhalten, wenn nur die Probenmenge groß genug ist, um eine Korrelation zu erhalten.

Allein die Mitgliedschaft in einem Großkonsortium stellt hochrangige Publikationen in Aussicht.

Tatsächlich lässt sich, wenn das Proben- und Datenmaterial stimmt (vgl. Seite 19) Erstaunliches entdecken, zum Beispiel, dass ein Großteil der Diabetiker weder auf Sport noch Diät anspricht oder dass nur ein Teil der Prädiabetiker mit den signifikantesten Risikofaktoren tatsächlich die Krankheit entwickelt. Biomarker zur Identifikation dieser Subpopulation sind deshalb ein wichtiges Thema im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (vgl. Seite 13).

Die Vielfalt der Ansätze, Biomarker zu finden und zu validieren, ist dabei groß. Einige finden Sie in diesem Heft zum Thema. Neben nicht-invasiven Ansätzen (vgl. S. 31) gibt es viele spannende wet-Biology-Projekte (vgl. S. 9, 22), die Anlass zur Hoffnung geben, Phänomene wie die Toxizität künftig besser einschätzen zu können. Viel Lesespaß wünscht

Thomas Gabrielczyk

Inhalt 4

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In Zeiten großangelegter Krebs-, Meta- und Epigenomprojekte gewinnt die automatisierte Nukleinsäure-Aufreinigung mit geeigneten Kits an Bedeutung. Grund genug für LABORWELT, bei den Herstellern nachzufragen, was für welche Anwendung am besten geeignet ist, ob besser auf Basis von Beads oder Säulchen. Was die Hersteller aktuell im Produktportfolio haben, lesen Sie in unserer Marktübersicht „Kits zur NukleinsäureAufreinigung“. Altbewährtes und Informationen zu neuen Kits finden Sie ab Seite 35.

LABORWELT

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Report Epigenetik Gestresste Eltern – gestresste Enkel?

Johannes Bohacek, Katharina Gapp, Isabelle Mansuy, Universität Zürich, ETH Zürich, Schweiz Titel: Biomarker-Identifikation Biomarker als Grundlage von Companion Diagnostics werden immer wichtiger, um die Patienten zu identifizieren, denen eine Behandlung mit einer gezielten Therapie nutzt.

In diesem Heft

Marktübersicht: Nukleinsäure-Reinigung

Paperwelt Highlight des Monats 5-Hydroxymethylierung – auf den Spuren der epigenetischen Reprogrammierung Jörn Walter et al., Universität des Saarlandes, Saarbrücken

Blitzlicht Personalisierte Medizin Exosomen-basierte molekulare Diagnostik von Körperflüssigkeiten Mikkel Noerholm, Exosome Diagnostics Inc., Martinsried Report Biomarker Diabetes mellitus und Biomarker Nanette Schloot, Andreas Fritsche, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung, Düsseldorf, Tübingen Blitzlicht Biobanking Enhanced Biobanking – isozertifizierte Grundlage für neue Biomarker Christiane Ewel, In.vent Diagnostica GmbH, Hennigsdorf Wissenschaft Toxikologie DETECTIVE – Suche nach Biomarkern zur Prognose der Langzeittoxizität Jürgen Hescheler, Klinikum der Universität zu Köln Blitzlicht SPR Antikörper als Biomarker in der Diagnostik Katja Köhler, Harald Seitz et. al., Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin; Fraunhofer IBMT, Potsdam Wissenschaft Kongressbericht 5. Glycan-Forum: neue Anwendungen der Glykobiotechnologie Bernd Lepenies; MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam Blitzlicht Toxizitätsscreening Optisches System zur transkutanen Bestimmung der Nierenfunktion Norbert Gretz, Daniel Schock-Kusch, Universitätsklinikum Mannheim

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Labormarkt im Umbruch

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Stellenmarkt

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Verbände

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Termine

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Ausblick / Impressum 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 3

01.06.2011 12:13:30 Uhr

Paperwelt Highlight des Monats

5-hmc: auf den Spuren der epigenetischen Reprogrammierung Wossidlo M, Nakamura T, Lepikhov K, Marques CJ, Zakhartchenko V, Boiani M, Arand J, Nakano T, Reik W, Walter J. (2011): 5-Hydroxymethylcytosine in the mammalian zygote is linked with epigenetic reprogramming. Nat Commun. 2011;2:241., doi:10.1038/ncomms1240 Wie die Epigenome früher Säugerembryonen reprogrammiert werden, um totipotent zu werden und damit in jede Körperzelle differenzieren zu können, war bislang Gegenstand von Spekulationen. Denn zwar war bekannt, dass 5‘-Methylcytosine in der väterlichen und mütterlichen DNA der Zygote demethyliert werden. Doch lagen die molekularen Mechanismen, die den Vorgang vermitteln, bislang im Dunkeln. Eine Forschergruppe unter Leitung von Jörn Walter von der Universität des Saarlandes in Saarbrücken hat nun erstmals nachgewiesen, dass die Abnahme von 5‘-Methylcytosin (5-mC) in väterlichen Vorkernen von Maus-, Kaninchen- und Rinder-Zygoten mit der Zunahme an 5-Hydroxymethylcytosin (5-hmC) korreliert und die Oxidase Tet3 durch Knock-out-Experimente als Katalysator der Modifikation identifiziert. Zugleich entdeckten die Forscher durch Ausschalten des entsprechenden Gens, dass ein Schutzprotein PGC7 die Konversion von 5-mc in 5-hmc in weiblichen Vorkernen verhindert. Die neuen Erkenntnisse unterstreichen, dass 5-hmc und Tet3 eine wichtige Rolle bei der Reprogrammierung in frühen Embryonen spielen.

LABORWELT: Was sind Ihre wichtigsten Ergebnisse?

Walter:: DNA-Methylierung wird nicht einfach eliminiert, sondern als Hydroxmethylcytosin quasi zunächst nur maskiert. Diese Maskierung ist ein wichtiger Teil der epigenetischen Reprogrammierung in Zellen, so dass aus einer befruchteten Eizelle später pluripotente „Alleskönner“Zellen werden.

LABORWELT: Wie erklären sich die Unterschiede im Auftreten der Modifikation in männlichen und weiblichen Vorkernen von Säugerzygoten?

Walter: Die mütterlichen Chromosomen, die in der Eizelle vorkommen, sind gegen die Enzyme, die die Oxidation von 5-mc in 5-hmc katalysieren, geschützt. Die väterlichen Chromosomen kommen dagegen in einer Form in die Eizelle, in der sie erst einmal entpackt werden und die DNA ungeschützt vorliegt, bevor sie wieder in Nukleosomen verpackt wird. In diesem Zwischenzustand ist die DNA offenbar zugänglich für die neue Modifikation.

LABORWELT: Was ist der biologische Sinn dieses Unterschiedes?

Walter: Das ist noch unklar. Ein biologischer Sinn könnte sein, dass die väterlichen Genome frühzeitig 4 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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aktiviert werden, um sicherzustellen, dass die Genome kompatibel sind und die richtigen Gene für eine normale Entwicklung aktiviert werden. Dies würde eine frühzeitige Entscheidung darüber ermöglichen, ob eine Fertilisation erfolgt oder es zu ihrem Abbruch kommt, um nicht-funktionsfähige Schwangerschaften zu vermeiden.

LABORWELT: Wie kam es zu der Idee, die Hydroxymethylierung zu untersuchen?

Walter: Dass man die Methylierung über eine entsprechende Modifikation von der Base abspalten kann, ist relativ lange bekannt, wurde jedoch nicht überprüft, weil publizierte Ergebnisse lange dagegensprachen. Einen Anstoß, die Hydroxymethylierung noch einmal genau zu untersuchen, lieferten im Jahr 2009 Ergebnisse einer Gruppe, die von der Hydroxymethylierung in Purkinjezellen und embryonalen Stammzellen berichtete.

LABORWELT: Inwieweit handelt es sich bei der Hydroxymethylierung um einen konservierten und damit biologisch bedeutenden Mechanismus?

Walter: Wir sehen Hydroxymethylierung bisher in drei Species, in der Maus, im Rind und in Kaninchen,, und wir wissen aus Daten unserer und anderer Gruppen, dass es auch in anderen Species so

Prof. Dr. Jörn Walter (Lehrstuhl für Genetik, Universität des Saarlandes in Saarbrücken) beschäftigt sich mit der Erforschung des Zusammenhanges epigenetischer Phänomene mit Entwicklungsvorgängen und Erkrankungen.

Nach Studium und Promotion (1990) der Biologie an der Freien Universität Berlin forschte Walter am Max-PlanckInstitut für molekulare Genetik und am BBSRC in Cambridge (UK), bevor er als MPI-Gruppenleiter (1994-2000) nach Berlin zurückkehrte, wo er sich 1999 habilitierte. Walter ist Mitgründer (1999) und wissenschaftlicher Berater der Berliner Epigenomics AG. Er koordiniert zahlreiche nationale und europäische Forschungsprogramme zur Epigenetik und Epigenomforschung.

sein soll. Ich würde fast darauf wetten, dass es im Menschen genauso sein wird. Aber diese Untersuchungen werden wir nicht durchführen, da sie in Deutschland nicht zulässig sind.

LABORWELT: Was bedeutet Ihre Entdeckung für die epigenetische Vererbung?

Walter: Sie deutet darauf hin, dass möglicherweise bestimmte Signale über eine gewisse Zeit vererbbar sind. Noch ein wenig unklar ist, wie lange und wie stabil diese zusätzliche Modifikation während der frühen Zellteilungen erhalten bleibt. Unsere ersten Befunde deuten aber darauf hin, dass sie stabil ist. Das würde bedeuten, dass über DNAMethylierung möglicherweise mehr epigenetisch vererbt wird als bisher bekannt.

LABORWELT: In welche Richtung wird Ihre Gruppe nun weiterforschen?

Walter: Wir werden die Auswirkungen der neuen Modifikation auf die frühe Vererbung, Stammzellbildung und die Entstehung von Krankheiten untersuchen.

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Report Epigenetik

Gestresste Eltern – Gestresste Enkel?

Johannes Bohacek (PhD), Katharina Gapp (MS), Isabelle M. Mansuy (PhD), Institut für Hirnforschung, Universität Zürich und ETH Zürich, Schweiz Epigenetische Mechanismen regulieren, welche Gene unsere Zellen aktivieren oder stumm schalten und welche Gene zu bestimmten Zeiten oder unter bestimmten Umständen genutzt werden.

Die Umwelt kann epigenetische Markierungen beeinflussen, was die Anpassung des Organismus an seine Umgebung ermöglicht. Einschneidende Kindheitserlebnisse, zum Beispiel Missbrauch oder Vernachlässigung, können den epigenetischen Code langfristig verändern und führen im Erwachsenenalter zu einem erhöhten Risiko, an psychischen Störungen zu erkranken. In Mäusen hat frühkindlicher Stress ähnliche Auswirkungen. Unser Forschungsteam hat nun erstmals nachgewiesen, dass bestimmte stressinduzierte Veränderungen, wie depressionsähnliche Verhaltensweisen, erhöhte Risikobereitschaft oder verminderte soziale Interaktionen nicht nur die gestressten Mäuse betreffen, sondern auch über zwei Generationen an deren Nachkommen vererbt werden können.

Epigenetische Veränderungen des Erbmaterials scheinen diesem generationenübergreifenden Effekt zu Grunde zu liegen.

Aus epidemiologischen Studien ist seit langem bekannt, dass traumatische Erlebnisse in der frühen Kindheit – Misshandlungen oder Vernachlässigung – das Risiko beträchtlich erhöhen, im späteren Leben an Depressionen oder Angststörungen zu erkranken. Lange Zeit war es jedoch völlig unklar, wie frühzeitige Lebenserfahrungen solch langanhaltende Konsequenzen haben können. Inzwischen weiß man, die Lösung heißt Epigenetik. Epigenetik

(epi= griech. darüber) bezieht sich auf einen Code der über dem genetischen Code steht und darüber verfügt, wann welche Gene stummgeschaltet und wann sie abgelesen werden. Er ist umfangreicher als unser genetischer Code, bedeutend komplizierter, aber auch flexibler.

Der epigenetische Code kann von Umwelteinflüssen wie Chemikalien, Nahrung, aber auch von markanten Lebensereignissen wie frühkindlichem Stress beeinflusst werden, und

Abb. 1: Schematische Darstellung von Histon-Modifikationen und der DNA-Methylierung an CpG-Dinukleotiden in einer CpG-Insel nahe des Transkriptionsstartpunktes. DNAMethylierung kann das Binden von Transkriptionsfaktoren blockieren und somit die Genexpression regulieren.

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Veränderungen dieses Codes können ein Leben lang erhalten bleiben.

Ein besonders intensiv erforschter epigenetischer Mechanismus ist die DNA-Methylierung an sogenannten CpG-Dinukleotiden. Dabei werden Methylgruppen mittels DNA-Methyltransferasen an die DNA-Base Cytosin gebunden, sofern sich diese neben einer Guanin-Base befindet. In der Promoterregion von Genen finden sich CpG-Dinukleotide oft stark gehäuft und werden dann als CpG-Inseln bezeichnet.

Dort kann DNA-Methylierung – entweder direkt oder durch Interaktion mit Proteinen, die sich an die methylierte DNA binden – den Zugang von aktivierenden oder hemmenden Transkriptionsfaktoren zur DNA blockieren und Gene auf diese Art regulieren (Abb. 1).

Zusätzlich interagiert DNA-Methylierung aber auch auf sehr komplexe Weise mit anderen bedeutenden epigenetischen Prozessen, wie zum Beispiel mit Histon-Modifikationen oder mit der microRNA-Maschinerie. Die Gesamtheit der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorherrschenden epigenetischen Zustände wird als das Epigenom bezeichnet, das ganzheitlich die Genexpression in einer Zelle kontrolliert.

Epigenetisches Gedächtnis Dadurch, dass das Epigenom plastisch auf Umwelteinflüsse reagieren kann, die epigenetischen Markierungen zugleich aber auch sehr stabil sind, profiliert sich die Epigenetik als zellulärer Gedächtnismechanismus, so dass vorübergehende Umwelteinflüsse lang andauernde oder gar permanente Veränderungen in der Zelle bewirken können. Um auf die lebenslangen Effekte von frühkindlichen Erfahrungen zurückzukommen, hat die Grundlagenforschung bereits verdeutlicht, wie einschneidende Erlebnisse am Beginn des Lebens die DNA-Methylierung an bestimmten Genen des Stress-Systems sowie das Verhalten des Tiers ein Leben lang verändern können. So verhalten sich Mäuse, die kurz nach der Geburt durch wiederholte Trennung vom Muttertier einer starken Stresssituation ausgesetzt wurden, ängstlich, sie lernen schlecht, sind gering belastbar und antriebsschwach[1].

Auch weniger dramatische Veränderungen im frühen Kindesalter können ähnliche Effekte hervorrufen. So sind beispielsweise Ratten, die als Junge aufgrund natürlicher Variation im Mutterverhalten besonders intensive mütterliche Zuwendung erhalten haben, später im Leben weniger ängstlich und zeigen bessere kognitive Fähigkeiten als Tiere, denen wenig Aufmerksamkeit von ihren Müttern zuteil wurde[2].

In beiden Fällen lassen sich diese lebenslangen Veränderungen auf stressbedingte Veränderungen der DNA-Methylierung an bestimmten Genen zurückführen, die Teil des neuronalen Netzwerks zur Stressregulation sind.

Die akuten Auswirkungen von Stress auf den Organismus sind gut bekannt: Neuropeptide aktivieren die Ausschüttung von LABORWELT

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Report Epigenetik

Stresshormonen, diese erreichen über die Blutbahn sämtliche Organe, binden dort an Stresshormonrezeptoren und können so zelluläre Prozesse direkt beeinflussen. Die neue Erkenntnis ist nun, dass die stressinduzierten Prozesse zu epigenetischen Veränderungen der DNA-Methylierung führen, die – auch wenn der Stress vorüber ist – ein Leben lang erhalten bleiben können[1,2].

Epigenetik und der Einfluss auf die Nachkommen Unsere jüngsten Forschungsresultate haben diesen Langzeiteffekten nun eine neue Dimension verliehen – eine generationenübergreifende.

Wir haben nachgewiesen, dass starker Stress in den ersten Lebenswochen in Mäusen nicht nur die epigenetische Programmierung und das Verhalten der gestressten Tiere ein Leben lang beeinflusst, sondern auch messbare Auswirkungen auf deren Nachkommen haben kann[3,4].

Für diese Experimente wurden Jungtiere in den ersten zwei Wochen nach der Geburt, wenn der Organismus – und besonders das Gehirn – noch äußerst plastisch ist, zu unvorhersehbaren Tageszeiten für je drei Stunden vom Muttertier getrennt (die Unvorhersehbarkeit verhindert Gewöhnungseffekte und intensiviert den Stress).

Die Muttertiere wurden in dieser Zeit zusätzlichen Belastungssituationen ausgesetzt, was das Mutterverhalten beeinträchtigt. Auf diese Weise ahmt dieses Tiermodell frühkindlichen Stress, Vernachlässigung und widrige Kindheitsbedingungen nach – beim Menschen Risikofaktoren für psychische Erkrankungen. Tatsächlich zeigten auch die gestressten Mäuse gestörtes Verhalten in mehreren verhaltensbiologischen Tests. Zum einen verhielten sich die Tiere in widrigen Situationen hilflos und antriebsschwach, was an Depression bei Menschen erinnert, zum anderen waren die Tiere unvorsichtiger und risikobereiter in neuen und potentiell gefährlichen Situationen und zeigten reduzierte Interaktionsbereitschaft mit anderen Tieren.

Wenn anschließend die gestressten Mäuse mit nicht gestressten Partnern verpaart wurden, zeigten ihre unter normalen Laborbedingungen ohne Stress aufgewachsenen Nachkommen im Erwachsenenalter ähnliche Verhaltensstörungen wie die einst gestressten Vorfahren. Überraschenderweise waren die negativen Stresseffekte auch noch in der dritten Generation bemerkbar. Die depressionsähnlichen Störungen in den beeinträchtigten Nachkommen konnten durch Verabreichung des Antidepressivums Desipramin korrigiert werden (Abb. 2A).

Von besonderer Bedeutung ist, dass die gestörten Verhaltensweisen sowohl durch die Mutter als auch durch den Vater vererbt werden konnten. Um die Vererbung durch die Mutter nachzuweisen, versuchten wir, das gestresste Muttertier nach der Geburt zur Aufzucht der Jungen durch eine ungestresste Mutter zu ersetzen. Wir bemerkten, dass die Nachkommen 8 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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dennoch die stressinduzierten Verhaltensweisen an den Tag legten, was darauf hindeutet, dass der Stressphänotyp durch das Erbmaterial und nicht die „Erziehung“ – also die Verhaltenseinflüsse der Mutter – weitergereicht wird. Noch eleganter lässt sich diese Vermutung mit Männchen testen, denn bei Mäusen spielt das Männchen bei der Aufzucht der Jungen keine Rolle und wird im Labor nach der kurzen Verpaarung vom Weibchen getrennt. Deshalb verpaarten wir frühkindlich gestresste Männchen mit nicht

gestressten Weibchen. Es zeigte sich, dass die Nachkommen – die selbst unter normalen Laborbedingungen aufwuchsen – wiederum depressiver und risikobereiter waren als die Nachkommen der Kontrollgruppe. In diesem Fall verbleiben als einziges biologisches Bindeglied zwischen den Generationen nur die Samenzellen der gestressten Männchen. Epigenetische Analysen zeigten, dass im Sperma der gestressten Mäuse Unterschiede in der DNA-Methylierung ersichtlich sind. Diese Methylierungsunter-

Abb. 2: A. Nachkommen (F2) von gestressten (MSUS) Mäusen zeigen passives, antriebsarmes Verhalten in Form von verminderter Aktivität in den aversiven Verhaltenstests Forced Swim Test (links) und Tail Suspension Test (rechts). Das Antidepressivum Desipramin revertiert diesen depressiven Phänotyp. B. In gestressten Mäusen ist die DNA-Methylierung des Rezeptors CRHR2 (schematische Darstellung des Gens und (in Blau) der analysierten Sequenz vor dem Transkriptionsstartpunkt +1) im Sperma der ersten Generation (F1) und im Gehirn der zweiten Generation (F2) reduziert. Signifikanz: +0.05<p<0.1*p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001 LABORWELT

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schiede befinden sich in der Promoterregion der DNA einiger der untersuchten Gene, die mit dem Stress-System oder der Regulierung von epigenetischen Prozessen in Zusammenhang stehen. Betroffen sind zum Beispiel das Gen MeCP2 (Methyl-CpG Binding Protein 2), dessen Proteinprodukt methylierte DNA erkennt und daran bindet, oder das Gen für den Stresshormonrezeptor CRFR2 (Corticotropin Releasing Factor Receptor 2). Als nächstes untersuchten wir die DNA-Methylierung der gleichen Gene im Gehirn der Nachkommen, und fanden ähnliche Veränderungen wie im Sperma der gestressten Väter, was darauf hindeutet, dass epigenetische Markierungen von einer Generation an die nächste weitergereicht werden können (Abbildung 2B). Darüber hinaus ist die Transkription der betroffenen Gene im Gehirn der zweiten Generation reduziert, und an den Rezeptor CRFR2 bindet sich weniger des Stresshormons CRH, was die biologische Bedeutung der epigenetischen Veränderungen für die Funktionsweise des Nervensystems unterstreicht.

Diskussion Diese Resultate verdeutlichen, dass Umwelteinflüsse – zumindest in bestimmten Perioden – den epigenetischen Code der Erbsubstanz in den Keimzellen verändern und somit nicht nur die gegenwärtige, sondern auch künftige Generationen beeinflussen können. Bisher ist nicht bekannt, welche molekularen Mechanismen es ermöglichen, dass Umwelteinflüsse sich im Epigenom manifestieren. Einige Studien haben aber bereits verdeutlicht, dass ein Zusammenspiel von Signaltransduktionskaskaden in der Zelle notwendig ist, um den Umweltreiz in ein molekulares Signal umzusetzen (zum Beispiel die Ausschüttung eines Neurotransmitters und Aktivierung von Second Messengern in der Zelle), um die Auflockerung des Chromatins zu ermöglichen (zum Beispiel mittels HistonAcetylierung durch Histon-Acetyltransferasen) und um CpG-Dinukleotide freizulegen, die methyliert oder demethyliert werden sollen (zum Beispiel durch Phosphorylierung von Proteinen, die methylierte DNA erkennen und binden)5. Diese Mechanismen können zelltypspezifisch sein, was ein sehr umfangreiches molekulares Reaktionsrepertoire bereitstellt, um Umwelteinflüsse im Epigenom zu integrieren.

Viele Fragen bleiben jedoch ungeklärt. Zum Einen ist noch nicht klar, welcher Prozess die DNA-Demethylierung ermöglicht – ein zentrales Problem das zur Zeit intensiv erforscht wird6. Eine weitere Herausforderung ergibt sich durch das bisher vorherrschende Dogma, dass die Zygote eine generelle epigenetische Reprogrammierung durchläuft, im Rahmen derer die DNA-Methylierung sowie Histonmodifikationen zuerst entfernt und anschließend neu erstellt werden7. Es ist jedoch erwiesen, dass einige Markierungen von der Reprogrammierung ausgespart bleiben und geschlechtsspezifische

DNA-Methylierungsmuster an die nächste Generation vererbt werden können – ein Prozess der als Imprinting oder genetische Prägung bezeichnet wird. Warum nur spezifische Gene einem solchen Imprinting unterworfen sind, wie weitreichend dieses Phänomen ist, und wie die Vererbung dieser Information bewerkstelligt wird, ist Gegenstand aktueller Forschung und noch spekulativ.

Das von uns verwendete Tiermodell eignet sich sehr gut dazu, einige dieser wichtigen Fragen weiter zu erforschen. Zum Beispiel versuchen wir derzeit zu verstehen, welche molekularen Mechanismen die Weitergabe der durch frühkindlichen Stress erworbenen epigenetischen Veränderungen bewerkstelligen und welche Prozesse zusätzlich zur DNA-Methylierung eine Rolle spielen. Weiters untersuchen wir die DNA-Methylierung des gesamten Epigenoms, um herauszufinden, wie weitreichend die durch Stress induzierten epigenetischen Veränderungen sind. Durch ein besseres Verständnis der molekularen Prozesse und der betroffenen Gene können wir möglicherweise neue Ansatzpunkte für Therapien zur Behandlung von psychischen Störungen identifizieren.

Ob ähnliche Effekte beim Menschen auftreten, ist zur Zeit noch Spekulation. Doch die starke erbliche Komponente vieler psychischer Stresskrankheiten und die bisher wenig erfolgreiche Suche nach genetischen Ursachen für diese Erkrankungen lassen eine epigenetische Komponente vermuten. Die Plastizität des epigenetischen Codes verdeutlicht zudem, dass unser Erbmaterial nicht unser Schicksal ist, sondern die Nutzung unserer Gene bis zu einem gewissen Grad von uns und unserer Umwelt mitbestimmt werden kann.

Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

Murgatroyd C, Patchev AV, Wu Y, Micale V, Bockmuhl Y, et al.

(2009) Nat Neurosci 12: 1559-1566.

Weaver IC, Cervoni N, Champagne FA, D‘Alessio AC, Sharma S, et al. (2004) Nat Neurosci 7: 847-854.

Franklin TB, Russig H, Weiss IC, Gräff J, Linder N, et al. Biological Psychiatry 68: 408-415.

Weiss IC, Franklin TB, Vizi S, Mansuy IM (2011) Frontiers in Behavioral Neuroscience 5.

Szyf M (2010) Biochimica et Biophysica Acta 1799: 750-759.

Ooi SK, Bestor TH. (2008) Cell 133: 1145-1148.

Feng S, Jacobsen SE, Reik W. (2010). Science, 330: 622-627.

Das Labor ist dankbar für die Unterstützung durch: Universität Zürich, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Swiss National Science Foundation, National Center for Competence in Research “Neural Plasticity and Repair,” Human Frontier Science Program, Borderline Personality Disorder Research Foundation, Roche.

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Korrespondenzadresse Prof. Dr. Isabelle Mansuy Institut für Hirnforschung Universität und ETH Zürich Winterthurerstrasse 190 CH-8057 Zürich mansuy@hifo.uzh.ch

LABORWELT

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Blitzlicht Personalisierte Medizin

Exosomen-basierte molekulare Diagnostik von Körperflüssigkeiten Dr. Mikkel Noerholm, Exosome Diagnostics GmbH, IZB Martinsried Exosomen und andere Mikrovesikel werden von einer Vielzahl an Zellen – sowohl gesunden als auch erkrankten – in den extrazellulären Raum abgegeben. Einige dieser Mikrovesikel gelangen in Körperflüssigkeiten wie Blutplasma , -serum oder Urin, aus denen sie dann isoliert werden können. Sie enthalten durch die Vesikelmembran vor Nukleaseverdau geschützte Nukleinsäuren der Zelle, von der sie abgeschürt wurden. Diese Nukleinsäuren können in Mengen und Qualitäten gewonnen werden, die eine minimal invasive molekulare Diagnostik gestatten.

Die Nukleinsäuren sind beachtlich lagerstabil und können auch nach Jahren aus eingelagerten Biobankproben für retrospektive Studien und klinische Untersuchungen genutzt werden. Das seit vergangenem Jahr auch in Europa aktive US-Unternehmen Exosome Diagnostics entwickelt molekulardiagnostische Tests für die personalisierte Medizin auf Basis der Analyse der in Mikrovesikeln enthaltenen zellulären Nukleinsäuren aus Körperflüssigkeiten.

Exosomen sind Mikrovesikel-Subpopulationen, die sich aus Körperflüssigkeiten wie Blut, Urin und der cerebrospinalen Flüssigkeit isolieren lassen und aus denen codierende und nichtcodierende Nukeinsäuren für Analysezwecke gewonnen werden können. Exosomen werden von kranken und gesunden Zellen abgegeben.

Die Terminologie und Nomenklatur für Mikrovesikel befindet sich noch in der Entwicklung, und im vorliegenden Text wird nicht grundsätzlich zwischen Exosom und Mikrovesikel unterschie-

den. Zunehmender Konsens besteht über die Biogenese der Exosomen. So enstehen sie aus multivesikulären Körperchen („multivesicular bodies“, MVBs, vgl. Abb. 1a-c) dadurch, dass sich kleine Vesikel (intraluminale Vesikel, ILVs) aus der Membran von Endosomen in deren Lumen abschnüren. Verschmelzen die MVBs wieder mit der Plasmamembran, werden die intraluminalen Vesikel (= Exosomen) in den extrazellulären Raum freigesetzt. Neben diesem Weg der Exosomen-Biogenese existieren auch andere

Wege, Mikrovesikel zu bilden, die Zytoplasma der Mutterzelle und somit auch Nukleinsäuren aus dem Zytoplasma einschließen, zum Beispiel die direkte Abschnürung aus der Zellmembran. Exosomen und andere Mikrovesikel weisen an ihrer Zelloberfläche zahlreiche Oberflächenmarker ihrer Mutterzelle auf, sobald sie in das extrazelluläre Milieu freigesetzt werden. Jedoch handelt es sich aufgrund von Sortierungsprozessen der Membranproteine nicht um eine Eins-zu-EinsRepräsentation der Ursprungszelle.

Der exakte Mechanismus, durch den die Nukleinsäuren in Mikrovesikel verpackt werden, ist derzeit noch Gegenstand der Forschung. Es gibt aber Hinweise darauf, dass dies sowohl durch passiven Einschluss als auch aktive Verpackung bestimmter NukleinsäureSpezies geschieht, möglicherweise als Mittel der Zell-Zell-Kommunikation. Verlassen die Mikrovesikel die Mutterzelle, gelangen einige in die Blutbahn, den Urin oder andere Körperflüssigkeiten, aus denen sie sich aufreinigen lassen. Die aus diesen Vesikeln extrahierten Nukleinsäuren können für diagnostische und analytische Anwendungen genutzt werden.

Diagnostisch relevante RNA in Exosomen Obgleich die Existenz von Exosomen und anderen Mikrovesikeln seit vielen Jahren bekannt ist, wurden diese bis vor kurzem hauptsächlich als Träger von Lipiden und Proteinen betrachtet. Erst kürzlich gelang Wissenschaftlern des Massachusetts General Hospital der Nachweis, dass aus Exosomen aufgereinigte Nukleinsäuren diagnostisch genutzt werden können.

Diese Wissenschaftler, die heute den Kern der Forschung und Entwicklung von Exosome Diagnostics stellen, zeigten erstmals, dass für Glioblastom-Patienten charakteristische Mutationen in der Exosomen-RNA detektiert werden können1.

Nukleinsäure-Extraktion

Abb. 1: Biogenese von Exosomen durch Einwärtsknospung von Endosomen (B), wobei mit intra-luminalen Vesikeln gefüllte multivesikulare Körper (MVB) entstehen (C). Fusionieren MVBs mit der Zellmembran, werden Exosomen in den extrazellulären Raum freigesetzt (D). Auch durch direkte Knospung können Mikrovesikel entstehen (A‘, B‘).

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Exosome Diagnostics hat in den letzten Jahren intensiv an den optimalen Aufreinigungsbedingungen für Mikrovesikel aus Körperflüssigkeiten, ihrem Aufschluss und ihrer Anreicherung zwecks Biomarkeranalyse gearbeitet.

Aktuell werden Filtrationskonzentratoren zur Abtrennung sowie Affinitätsverfahren zur Konzentration der Mikrovesikel auf Basis von Oberflächenmarkern eingesetzt. Zudem wurden optimierte RNA-Extraktionsprotokolle etabliert. Das zur Aufreinigung diagnostisch geeigneter Mikrovesikel-Subpopulationen eingesetzte Protokoll ist dabei abhängig von Indikation und Biomarker.

Exosomen werden von vielen verschiedenen Körperzellen abgegeben. Daher handelt es sich bei den in Körperflüssigkeiten nachweisbaren Mikrovesikeln um eine komplexe Mischung.

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Für Tests, die zum Nachweis von Krebs-spezifischen Mutationen oder Transkripten dienen, ist es daher wichtig, so viele Exosomen wie möglich zu isolieren, um bisher unbekannte kleinere Subpopulationen von Mikrovesikeln nicht zu übersehen. Dieser ganzheitliche Blick auf die darin enthaltene komplexe Mischung von Mikrovesikeln ist besonders wichtig, weil verschiedene Zellen an der Ausprägung des charakteristischen Biomarkerprofils beteiligt sein können – bei Krebs zum Beispiel neben der Tumorzell-RNA auch Marker, die zur Immunantwort gegen den Tumor beitragen.

In anderen Fällen, in denen die diagnostisch benötigte Mikrovesikel-Subpopulation bereits gut charakterisiert ist, kann es vorteilhafter sein, diese geziehlt mit Antikörpern aus Körperflüssigkeiten zu isolieren, die gegen spezifische Oberflächenmarker der Vesikel gerichtet sind.

Um einschätzen zu können, ob die Probenqualität ausreichend repräsentativ und die RNA-Anreicherung genügend groß für diagnostische Aussagen ist, wurden Verfahren zur Qualitätssicherung etabliert. So dient das Vorhandensein von 18S- und 28S-rRNA-Peaks in Präparationen von Mikrovesikel-RNA als wichtiger Parameter, um die Qualität von RNAExtraktionen aus Tumorzellen abzuschätzen.

Für Diagnosen werden im Allgemeinen Ausbeuten von 10-50 ng Mikrovesikel-RNA pro ml Blutplasma oder -serum benötigt.

RNA-Stabilität und diagnostische Relevanz Die zur Diagnose genutzten RNAs sind in Exosomen über lange Perioden stabil und können daher auch in Biobanken gelagert werden. Beim Vergleich frischer mit jahrelang gelagerten Biobankproben konnten nur geringe Unterschiede bezüglich der Integrität des RNA-Profils festgestellt werden. Die zum Nachweis von Glioblastom-Signaturen1 genutzten Proben von zwei verschiedenen Forschungszentren waren bereits über sechs Jahre bei –80°C gelagert worden, bevor daraus Mikrovesikel und die entsprechende RNA isoliert wurden. Auch in Urin sind Mikrovesikel sehr stabil. Sogar nach mehrmonatiger Lagerung von Urinproben bei 4 Grad Celsius konnte kein Abbau der exosomalen RNA nachgewiesen werden.

Aus Mikrovesikeln isolierte RNA bietet die Möglichkeit, ohne Isolierung von Zellen Zugriff auf die genetische Information der Zielzellen zu erhalten – ein besonderer Vorteil in Situationen, in denen eine direkte Biopsie schwierig oder entsprechendes Gewebe nicht zugänglich ist. Wie Skog et al.1 zeigten, konnte der für bestimmte Glioblastom-Subtypen charakteristische EGFRvIII-Marker2 in Serum mit der gleichen Sensitivität und Spezifität erkannt werden wie in einem Referenz-TissueArray.

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Abb. 2: Von Exosomes molekularen Diagnostica angesprochende Krebs-Signalwege Als geeignete Analysetechnik hat sich zur Untersuchung seltener Transkripte die Real-time PCR erwiesen, während für die BiomarkerIdentifikation hochparallele Sequenzierungsund Array-Verfahren genutzt werden.

Biomarker-Entwicklung Krebserkrankungen sind aufgrund der zunehmenden Bedeutung der Patientenstratifizierung vor Therapiebeginn ein Schwerpunkt der derzeitigen Testentwicklung bei Exosome Diagnostics. Der aktuelle Fokus liegt dabei auf leistungsfähigen RNA-basierten Companion Diagnostics sowie IVD-RNAAssays zur Therapieüberwachung. In klinischen Studien werden derzeit zudem die Sensitivität, Spezifität und Reproduzierbarkeit des Nachweises von Biomarker-Signaturen innerhalb des RAS/RAF/MEK/MAPK-Signalweges bei Melanomen, Hirn- und Lungentumoren sowie des PI3K/PTEN/AKT-Weges bei Prostata-, Blasen- und Nierenkrebs untersucht.

Der verfolgte Biopsie-unabhängige Nachweis von Nukleinsäuren bietet mehrere Vorteile: I Aus Mikrovesikeln isolierte Nukleinsäuren sind minimal invasiv und immer zugänglich.

I Sie repräsentieren im Gegensatz zu Biobankgewebe den aktuellen Gesundheitszustand.

I Die Möglichkeit zur Echtzeitdetektion ermöglicht die Überwachung des Therapieerfolges und das Erkennen von Therapieresistenzen.

Die Exosomen-basierte Diagnostik ist in allen Bereichen anwendbar, in denen genetische Tests vorteilhaft sind, Gewebe aber schwer zugänglich ist. In Kooperation mit akademischen Gruppen wird derzeit auch das diagnostische Potential exosomaler RNA in Erkrankungen wie Diabetes mellitus und der Alzheimer-Krankheit untersucht.

Literatur [1]

[2]

Johan Skog, Tom Würdinger, Sjoerd van Rijn, Dimphna H. Meijer, Laura Gainche, William T. Curry, Jr., Bob S. Carter, Anna M. Krichevsky and Xandra O. Breakefield. Glioblastoma microvesicles transport RNA and proteins that promote tumour growth and provide diagnostic biomarkers. Nature Cell Biology 10, 1470–1476 (2008); Published online: 16 November 2008 JPelloski, C. E., et al. Epidermal growth factor receptor variant III status defines clinically distinct subtypes of glioblastoma. J. Clin. Oncol. 25, 2288–2294 (2007).

Korrespondenzadresse Dr. Mikkel Noerholm Director European Operations Exosome Diagnostics Inc. Am Klopferspitz 19a 82152 Martinsried mikkel@exosomedx.com LABORWELT

01.06.2011 11:39:01 Uhr

Report Biomarker

Diabetes mellitus und Biomarker PD Dr. Nanette C. Schloot 1,2,4 , Prof. Dr. Andreas Fritsche3,4; 1 Institut für Klinische Diabetologie, Deutsches Diabetes-Zentrum, Leibniz-Zentrum für Diabetesforschung an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf; 2 Klinik für Stoffwechselkrankheiten am Universitätsklinikum Düsseldorf; 3 Abteilung für Endokrinologie, Diabetologie, Nephrologie, Vaskuläre Medizin und Klinische Chemie, Klinik für Innere Medizin, Eberhard-Karls-Universität Tübingen; 4 Verbundpartner, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung e. V. (DZD) Rund 20% der 55- bis 74-Jährigen in Deutschland sind an einem Diabetes mellitus Typ 2 erkrankt. Etwa 10% aller Diabetiker haben einen Typ 1-Diabetes. Die Prävalenzen beider Erkrankungen nehmen seit einigen Dekaden zu und stellen große Herausforderungen an das Gesundheitssystem, zumal bei vielen Patienten mit Diabetes mikro- und makrovaskuläre Folgeerkrankungen auftreten, die zu einer deutlichen Einschränkung der Lebensqualität führen. Diese Zusammenfassung beschreibt die Bedeutung von Biomarkern bei Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2, die bei der Bestimmung der Insulinresistenz und Insulinsekretion sowie in Diagnostik, Prävention und dem Monitoring des Krankheitsverlaufs eine wichtige Rolle spielen.

Der Diabetes mellitus Typ 2 macht 90% aller Diabetesfälle in Deutschland aus, etwa 20% der Bevölkerung im Alter von 55 bis 74 Jahren hat einen manifesten Typ 2-Diabetes. Der Diabetes mellitus Typ 2 zeigt typischerweise

in der Frühphase der Erkrankung wenige bis keine Symptome, so dass eine Diagnose häufig nur durch Bestimmung von Laborparametern gelingt. Ganz im Vordergrund stehen hier der Nüchternblutzucker, der sti-

mulierte postprandiale Blutzucker im oralen Glukosetoleranztest mit 75 g Glukose, und der HbA1c-Wert.

Diabetes mellitus Typ 2 und Biomarker Gerade beim Typ 2-Diabetes mellitus sollten auch die Prädiabetesstadien „Impaired Glucose Tolerance“ (IGT: 2 Stunden Plasmaglukosewert 140-199 mg/dl) und „Impaired Fasting Glucose“ (IFG: Nüchtern Plasmaglukosewert 100-125 mg/dl) diagnostiziert werden. Denn schon, wenn diese auftreten, liegt ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko vor, das dem eines Diabetespatienten entspricht, so dass eine Behandlung (mindestens Lebensstilintervention) nötig ist. Nach den Praxisleitlinien der Deutschen Diabetes-Gesellschaft 1 ist eine Diabetesdiagnose mit dem wichtigsten Biomarker für Diabetes, dem sogenannten Langzeitblutzucker HbA1c möglich. In einem Bereich von HbA1c 39-47 mmol/mol (5,7-6,4%) sollte man einen Nüchternblutzucker und/ oder ein OGTT durchführen (siehe Abb. 1). In diesem Bereich verbirgt sich ein großer Anteil an Prädiabetespatienten2, die beobachtet, beraten und behandelt werden müssen.

Um Patienten mit erhöhtem Diabetesrisiko zu identifizieren, eignen sich Diabetesrisikotests, wie ihn der Deutsche Diabetes-Risiko-

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Report Biomarker

Mittel 158 µg/ml) ein um 75% erhöhtes Diabetesrisiko haben11. Weiterhin fanden wir, dass ein starker Zusammenhang zwischen dem Fetuin-A-Spiegel und Herz-Kreislauf-Erkrankungen besteht und dies unabhängig von bekannten Risikofaktoren wie beispielsweise Bluthochdruck oder Rauchen nachweisbar ist. Unabhängig von solchen Faktoren hatten Personen mit einem sehr hohen Fetuin-ABlutwert im Vergleich zu Personen mit einem niedrigen Wert ein 3,3-fach erhöhtes Herzinfarkt- beziehungsweise 3,8-fach erhöhtes Schlaganfallrisiko12. Schließlich konnten wir mit einem „Mendelian randomization“Ansatz belegen, dass diese Zusammenhänge mit allerhöchster Wahrscheinlichkeit kausal sind13. Diese Daten zeigen, dass in Zukunft die Fettleber und die Konzentration von FetuinA im Blut als Risikomarker für Diabetes und kardiovaskuläre Erkrankungen herangezogen werden können und dass die Fettleber einen neuen Ansatzpunkt in der Lebensstilintervention und in der Entwicklung neuer Medikamente zur Prävention und Therapie von Diabetes und seinen Folgeerkrankungen darstellt.

Abb. 1: Differentialdiagnose des Typ II-Diabetes Score darstellt3. Ein auf anthropometrischen Daten und Lebensstilanamnese basierter Score kann das Diabetesrisiko gut vorhersagen und korreliert auch mit etablierten metabolischen Risikomarkern für Diabetes (Glukose, HbA1c, Triglyceride, HDL-Cholesterin, hochsensitivies C-reaktives Protein, und Gamma-Glutamyltransferase (GGT)4. Werden diese Parameter noch in die Risikovorhersage durch den Score miteinbezogen, so lässt sich dessen Vorhersagekraft beträchtlich steigern.

Am stärksten wirken sich hier die Nüchternglukose und der HbA1c-Wert aus5.

Die metabolischen Biomarker spielen also eine Rolle in der Risikoprädiktion des Diabetes mellitus. Eine weitere Rolle fällt ihnen in der Differenzierung der pathogenetischen Grundlagen des Diabetes mellitus Typ 2 zu. Diabetes mellitus Typ 2 entsteht, wenn eine Insulinsekretionsstörung (Betazell-Dysfunktion) und eine verminderte Insulinwirkung (Insulinresistenz) aufeinandertreffen6. Hintergrund für beide pathogenetischen Mechanismen sind Umweltfaktoren wie Übergewicht und genetische Faktoren. Bei jedem Diabetespatienten ist der Anteil von Insulinsekretionsstörung und Insulinresistenz verschieden, was auch unterschiedliche Behandlungsweisen zur Folge haben sollte. Um diese pathogenetische Mischung richtig einzuschätzen, sind Biomarker ein nützliches Werkzeug.

Biomarker für Insulinresistenz Beispiele für Biomarker, welche die Insulinresistenz anzeigen und das Risiko für Diabetes determinieren, sind zum Beispiel das Nüchterninsulin, das ja in alle bekannten Indices 14 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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für Insulinresistenz eingeht. Ferner kann Adiponektin7,8 genannt werden, und auch Fetuin-A. Am Beispiel von Fetuin-A konnten wir zeigen, dass bestimmte Biomarker auch Hinweise für weitergehende Pathomechanismen erlauben. Fetuin-A ist ein ausschließlich in der Leber produziertes Eiweiß und ist neben der Insulinresistenz mit einer Fettleber und einer subklinischen Entzündung assoziiert9,10.

Es zeigte sich, dass – unabhängig vom Alter – Personen mit einem sehr hohen Fetuin-ABlutwert (im Mittel 304 µg/ml) im Vergleich zu Personen mit einem niedrigen Wert (im

Biomarker für die Insulinsekretionsstörung Marker für die Insulinsekretionsstörung sind Insulin- oder C-Peptid-basierte Sekretionsindices, die diese Biomarker auf den aktuellen Glukosespiegel beziehen14 . Auch Proinsulinspiegel, bezogen auf die aktuellen Insulinspiegel, können ein guter Biomarker für die Betazelldysfunktion beziehungsweise Insulinproduktionsstörung (Proinsulin-Konversion) sein15. Da die Insulinsekretionsstörung stark

Tab. 1: Differentialdiagnostische Kriterien für Typ 1- und Typ 2-Diabetes bei Diagnosestellung Erkrankung

Typ 1-Diabetes

Typ 2-Diabetes

Manifestation

Kinder und Erwachsene, alle Altersklassen

meist Erwachsene

Beginn

akut bis subakut

meist schleichend

Symptome

Polyurie, Polydipsie, Gewichtsreduktion

häufig keine Beschwerden

Körpergewicht

meist normgewichtig

meist übergewichtig

Ketoseneigung

ausgeprägt

fehlend oder gering

Insulinsekretion

vermindert bis fehlend

subnormal/ hoch, gestört

Insulinresistenz

keine (oder nur gering)

oft ausgeprägt

familiäre Häufigkeit

gering, 90% sporadisch

typisch

Konkordanz

eineiige Zwillinge 30% bis 50%

über 50 %

Erbgang

multifaktoriell, polygen,HLA

multifaktoriell (polygen)

Insel-Antikörper

ca. 90-95% bei Diagnose (GAD, IA-2, IAA)

fehlen

Stoffwechsel

labil

stabil

Ansprechen OAD

meist fehlend

zunächst meist gut

Insulintherapie

erforderlich

später Insulin bei Sekundärversagen

Biomarker

Autoantikörper, Zytokine, T-Zellen, C-Peptid, Ketonkörper

Insulin, Proinsulin, Adipokine, Zytokine LABORWELT

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genetisch determiniert ist, sind genetische Marker (sogenannte Diabetesrisikogene) besonders mit der Betazelldysfunktion assoziiert..

Zusammenfassend können metabolische Biomarker bei der Diagnose und Risikoabschätzung des Diabetes mellitus Typ 2 helfen, ihr zukünftiger Wert dürfte in der individualisierten Prävention und Therapie liegen.

Diabetes mellitus Typ 1 und Biomarker Der Diabetes mellitus Typ 1, der bei etwa 10% aller Diabetespatienten vorkommt, ist das Ergebnis einer chronischen, selektiven, immunvermittelten Zerstörung der Insulin-produzierenden b-Zellen des Pankreas16. Der Manifestation der Erkrankung, die in jedem Lebensalter stattfinden kann, geht eine prädiabetische Latenzphase voraus, die Jahre bis Monate dauern kann. Bei Diagnose sind die Symptome im Gegensatz zum Typ 2-Diabetes meist ausgeprägt, da der Körper versucht, die meist deutliche Hyperglykämie – häufig mit Blutzuckerwerten über 300mg/dl oder 400mg/dl – über vermehrte Glukoseausscheidung im Urin (Polyurie), vermehrten Durst (Polydipsie) auszugleichen. Aufgrund des Insulinmangels schalten die Zellen zusätzlich auf Lipolyse um, was zu einer zunächst ausreichenden Deckung des Energiebedarfs führt; durch den Fettabbau kommt es aber zu Gewichtsverlust. Die bei der Lipolyse freiwerdenden Ketonkörper führen dann zur Übersäuerung des Blutes und bedingen damit die Ketoazidose, die als Notfall zu behandeln ist und einer umgehenden Insulin- und Flüssigkeitssubstitution unter Wahrung der Elektrolyte (Kalium) bedarf.

Die Diagnose des Typ 1-Diabetes wird formal anhand der Blutzuckerwerte wie beim Typ 2-Diabetes (Abb. 1) gestellt. Da die klinischen Symptome meist deutlich wahrgenommen werden, wird der klassische Typ 1-Diabetes im Gegensatz zum Typ 2-Diabetes nicht über Jahre hin übersehen. Allerdings werden auch immer wieder Patienten mit Hyperglykämie mit Typ 1-Diabetes diagnostiziert, die die genannten Symptome nur in schwacher oder kaum nachweisbarer Ausprägung aufweisen. Diese früh erkannten Typ 1-Diabetes-Patienten sind dann – besonders im Erwachsenenalter – zunächst nicht so einfach von Typ 2-Diabetikern zu unterscheiden.

Die Differenzierung zwischen Typ 1- und Typ 2-Diabetes gelingt in diesen Fällen vor allem anhand des Phänotyps und der Anamnese.

Patienten mit Typ 1-Diabetes sind meist schlank, jünger und haben nur in 10% der Fälle eine positive Familienanamnese (Tabelle 1). Bei Kindern liegt bei Hyperglykämie fast immer ein Typ 1-Diabetes vor. In den Fällen, bei denen die Differentialdiagnose anhand der klinischen Ausprägung nicht gelingen will, werden Biomarker hinzugezogen.

Antikörper als prädiktive und diagnostische Biomarker für Typ 1-Diabetes Autoantikörper, die gegen Inselproteine gerichtet sind, können bei 95% der Patienten mit Typ 1-Diabetes bei Diagnose nachgewiesen werden.

Bis zu 27 Jahre vor Manifestation der Hyperglykämie sind Antikörper nachweisbar 17. Am häufigsten wird der Antikörper gegen GlutamatDecarboxylase (GADA) gefunden, aber auch Antikörper gegen Insulin (IAA), Insel-assoziiertes Antigen (IA-2A), und Zinktransporter (ZNT8A) sind nachweisbar, alle lassen sich mittes Radioimmunoassays oder ELISA biochemisch bestimmen. Die Inselzellautoantikörper (ICA) werden heute kaum noch diagnostisch eingesetzt, nachdem sich gezeigt hat, dass ihre immunfluorimetrische Bestimmung stark Untersucher-abhängig ist. IAA sind im frühen Kindesalter häufig die ersten nachweisbaren Autoantikörper. Beachtet werden muss bei ihrer Bestimmung, dass zuvor keine Insulingabe erfolgt sein darf, da diese als solche fast immer regelmäßig zur Bildung von Insulin-Antikörpern führt (IAK), die unter diesen Umständen natürlich keinen Hinweis mehr auf eine Autoimmunität gegen b-Zellen liefern können. Wenn multiple Inselantikörper – und diese in höheren Konzentrationen – nachweisbar LABORWELT

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Report Biomarker

sind, ist das Risiko erhöht, in den nächsten Jahren einen manifesten Typ 1-Diabetes zu entwickeln18 (Abb. 2). Antikörper gegen IA2b und gegen die Carboxy-terminale Region des ZnT8 weisen bei prädiabetischen Personen ein besonders hohes Progressionsrisiko für die Typ 1-Diabetes-Manifestation auf 19,20.

Obwohl die Antikörper den Goldstandard als Risikomarker ausmachen und verdeutlichen, dass es sich beim Typ 1-Diabetes um eine immunvermittelte Erkrankung handelt, wird doch davon ausgegangen, dass sie bei der eigentlichen Zerstörung der Inseln eine untergeordnete Rolle spielen. Diese Erkenntnisse stammen aus Versuchen mit Tiermodellen, bei denen der Krankheitstransfer mit B-Lymphozyten oder Antikörpern nicht gelingt. Auch wurde von einem Kind berichtet, daseinen typischen Typ 1-Diabetes entwickelte, obwohl es eine Bruton’sche Erkrankung hatte, die mit einer B-Lymphozytendefizienz einhergeht 21 . Trotzdem scheint die gegen B-Lymphozy ten gerichtete Therapie mit Rituximab zu einer leichten Verzögerung der Inselzerstörung zu führen22.

Biomarker für die b-Zellfunktion bei Typ 1-Diabetes Der Goldstandard für die Messung der b-Zellfunktion beim Typ 1-Diabetes ist das C-Peptid (engl. connecting peptide)23,24 , das bei der Sekretion von Insulin ausgeschüttet und bei der Spaltung von Proinsulin zu Insulin freigesetzt wird. Überraschend wurde in den letzten Jahre festgestellt, dass einige Patienten mit langjährigem Typ 1-Diabetes immer noch über eine C-Peptid-Restsekretion verfügen, was darauf schließen lässt, dass eine gewisse Regenerationsfähigkeit der Inseln erhalten bleibt oder einige Inseln über einen besonderen Schutz verfügen.

Das C-Peptid kann zum einen nüchtern bestimmt werden, ist aber zumeist aussagekräftiger nach Stimulation der Bauchspei-

cheldrüse. Diese wird entweder mit dem Gegenspieler-Hormon des Insulins, Glukagon, intravenös oder mittels Mixed-Meal-ToleranzTest vorgenommen, die zu einer maximalen Insulin- (und C-Peptid)ausschüttung führen24.

Diese Tests werden im klinischen Alltag kaum benötigt, geben aber wichtige Hinweise, wenn Immunpräventionsstudien bei manifesten Typ 1-Diabetes-Patienten durchgeführt werden, bei denen man versucht, die auch nach Diagnose voranschreitende Inselzerstörung aufzuhalten25.

Biomarker zur Erfassung der Immunreaktion bei Typ 1-Diabetes T-Lymphozyten und die Sekretionsprodukte von Immunzellen (Zytokine, Chemokine, Monokine) werden pathogenetisch für die Inseldestruktion als besonders wichtig angesehen.

Diese Erkenntnis rührt zum einen daher, dass mit Zytokinen (vor allem Interferon-g, TumorNekrosefaktor-a und Interleukin-1) eine direkte Schädigung der b-Zellen und Inseln in vitro erzeugt werden kann. Des weiteren können T-Lymphozyten mit bestimmten Eigenschaften (das heißt Spezifität für Inselautoantigene wie GAD, Insulin, IA2, Inselproteine, Hsp60 und Th1-lastige Zytokinsekretionsmuster) im Tiermodell einen autoimmunen Diabetes auf bislang gesunde Mäuse übertragen, eine Immunisierung oder Impfung kann den gegen die b-Zellen gerichteten Autoimmunprozess akzelerieren oder dämpfen.

Auch beim Menschen sind diese Inselantigen-reaktiven T-Zellen nachweisbar. Ihre Reaktionsfähigkeit nimmt nach Diagnose in Assoziation mit der endogenen Insulinproduktion (gemessen am C-Peptid) ab 26. Wenn man die verschiedenen T-Lymphozy tensubgruppen betrachtet, sind die CD4+- und CD8 + -T-Zellen vor allem an der Zerstörung der Inseln beteiligt, die T-regulatorischen (Treg) Zellen werden eher als protektiv eingeschätzt, da sie die pro-inflammatorische Aktivität der

Abb. 2: Verwandte ersten Grades von Typ 1-Diabetes-Patienten haben ein Fünf-Jahresrisiko von 100%, einen manifesten Diabetes zu entwickeln, wenn drei Autoantikörper positiv sind (modifiziert nach 18).

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www.laborwelt.de anderen T-Tellen hemmen27. Die Messung der autoreaktiven T-Zellen ist in der praktischen Durchführung aufwändig (Abb. 3), es kommen T-Zellproliferationsassays, Zytokinsekretionsmessungen und Bestimmungen von Oberflächenmarkern sowie intrazellulären Zytokinen mittels Durchflusszytometrie in Betracht. Viele Assays können aufgrund der geringen Vorläuferzellzahl im peripheren Blut diese T-Zellen nicht immer ausreichend zuverlässig nachweisen. So haben sich internationale Arbeitsgruppen gebildet, die sich zum Ziel gesetzt haben, optimierte und standardisierte T-Zellassays zu evaluieren und anzubieten28.

Während T-Zellautoreaktivität nur mittels aufwändiger Assays und häufig nur mit frischem venösen Blut analysiert werden kann, ist die Bestimmung ihrer Sekretionsprodukte, den Zytokinen, etwas leichter möglich. Aus dem Serum oder aus stimulierten Zellüberständen können sie heute mittels ELISA oder ELISA-basierter Multiplex-Technologie bestimmt werden. Wir konnten eine Assoziation dieser Zytokine mit dem Autoantikörperstatus, Diabetesstatus, Krankheitsverlauf und der b-Zellfunktion feststellen29-33. Allerdings bleibt bei der Messung systemischer Parameter immer die Frage offen, ob die lokale Situation an der Insel nicht anders oder gar komplementär aussieht. Die gemessenen positiven Assoziationen von peripheren Zytokinen und Zytokinen lokal in den Inseln wurden allerdings wiederholt berichtet 34,35 .

Die Anwendung von Zytokinen als individuelle Biomarker in der klinischen Praxis ist bisher nicht etabliert, da ihr individueller prädiktiver Wert nicht ausgeprägt genug ist.

Typ 1-Diabetes-Biomarker bei Patienten mit Typ 2-Diabetes Schon in den siebziger Jahren wurde festgestellt, dass Typ 2-Diabetes-Patienten schneller Insulinbedürftig werden, wenn sie positiv für Typ 1-Diabetes-assoziierte Antikörper sind.

Etwa 10% aller Typ 2-Diabetes-Patienten sind tatsächlich positiv für diese Antikörper, auch wenn im klinischen Alltag routinemäßig diese (relativ teure) Antikörperbestimmung bei Typ 2-Diabetikern meist nicht vorgenommen wird. Ätiologisch werden diese Patienten dem Typ 1-Diabetes zugeordnet und mit der Diagnose Latenter Autoimmuner Diabetes des Erwachsenen (LADA) versehen36. Mit einer immunologischen Biomarkeranalyse konnten wir kürzlich zeigen, dass LADA-Patienten immunologisch von klassischen Typ 1-DiabetesPatienten nicht zu unterscheiden sind37. Eine Erklärung, wieso LADA-Patienten häufig über mehrere Jahre ohne Insulintherapie auskomLABORWELT

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About P-MEC: The Pharma Machinery, Technology, Laboratory & Biotech sector has become a major segment within the pharma industry, with P-MEC being the only event that offers a dedicated forum, where you can find pharma companies that manufacture these segments exclusively for the pharma market.

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Technology

Equipment

Machinery y

25-27 GERMANY OCTOBER 2011 MESSE FRANKFURT

EUROPE

For more information contact: Visitor query: pmec@ubm.com website: www.p-mec.com

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Report Biomarker

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Schloot NC, Roden M, Bornstein SR, Brendel MD. [Recent advances in the treatment of type 1 diabetes mellitus]. Dtsch Med Wochenschr. 2011 Feb;136(5):172-5.

26. Pfleger C, Meierhoff G, Kolb H, Schloot NC; p520/521Study Group. J Autoimmun. 2010 Mar;34(2):127-35.

27. Bluestone JA, Herold K, Eisenbarth G., Nature. 2010 Apr 29;464(7293):1293-300.

28. Mallone R, Mannering SI, Brooks-Worrell BM, Durinovic-Belló I, Cilio CM, Wong FS, Schloot NC; T-Cell Workshop Committee, Immunology of Diabetes Society., Clin Exp Immunol. 2011 Jan;163(1):33-49.

29. Schloot NC, Hanifi-Moghaddam P, Aabenhus-Andersen N, Alizadeh BZ, Saha MT, Knip M, Devendra D, Wilkin T, Bonifacio E, Roep BO, Kolb H, Mandrup-Poulsen T. , Diabet Med. 2007 May;24(5):512-20.

30. Hanifi-Moghaddam P, Schloot NC, Kappler S, Seissler J, Kolb H., Diabetes. 2003 May;52(5): 1137-42.

31. Pfleger C, Kaas A, Hansen L, Alizadeh B, Hougaard P, Holl R, Kolb H, Roep BO, Mortensen HB, Schloot NC; Hvidøre Study Group On Childhood Diabetes., Clin 32.

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Abb. 3: Übersicht über die verschiedenen Ansatzmöglichkeiten, die T-Zellreaktivität bei Typ-1-Diabetes zu untersuchen (modifiziert nach 38). men – also eine langsam voranschreitende, immunvermittelte Zerstörung der b-Zellen aufweisen, obwohl sie immunologisch ähnlich dem Typ 1-Diabetes sind –, steht bisher aus.

Zusammenfassend kann für den Typ 1-Diabetes festgehalten werden, dass Biomarker einen wichtigen Stellenwert sowohl bei der Diagnostik als auch dem Monitoring der Krankheitsaktivität und in der Pathogeneseforschung aufweisen.

Literatur 1.

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Stefan N, Fritsche N, Weikert C, Boeing H, Joost HG,

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Häring HU, Schulze MB., Diabetes 2008;57: 2762-2767 Weikert C, Stefan N, Schulze MB, Pischon T, Berger K, Joost HG, Häring HU, Boeing H, Fritsche A., Circulation 2008;118;2555-2562 Fisher E, Stefan N, Saar K, Drogan D, Schulze MB, Fritsche A, Joost HG, Häring HU, Hubner N, Boeing H, Weikert C. , Circ Cardiovasc Genet. 2009;2:607-613 Herzberg-Schäfer SA, Staiger H, Heni M, Ketterer C, Guthoff M, Kantartzis K, Machicao F, Stefan N, Häring HU, Fritsche A., PLoS One. 2010;5:e14194.

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Cernea S, Raz I, Herold KC, Hirshberg B, Roep BO, Schatz DA, Fleming GA, Pozzilli P, Little R, Schloot NC, Leslie RD, Skyler JS, Palmer JP; Diabetes Metab Res Rev. 2009 Nov;25(8):694-704.

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38.

Immunol. 2008 Jul;128(1):57-65 Schloot NC, Hanifi-Moghaddam P, Aabenhus-Andersen N, Alizadeh BZ, Saha MT, Knip M, Devendra D, Wilkin T, Bonifacio E, Roep BO, Kolb H, Mandrup-Poulsen T, Diabet Med. 2007 May;24(5):512-20.

Pfleger C, Mortensen HB, Hansen L, Herder C, Roep BO, Hoey H, Aanstoot HJ, Kocova M, Schloot NC; Hvidøre Study Group on Childhood Diabetes. Diabetes. 2008 Apr;57(4):929-37.

Schloot NC, Hanifi-Moghaddam P, Goebel C, Shatavi SV, Flohé S, Kolb H, Rothe H., Diabetes Metab Res Rev. 2002 Jan-Feb;18(1):64-70.

Jörns A, Rath KJ, Terbish T, Arndt T, Meyer Zu Vilsendorf A, Wedekind D, Hedrich HJ, Lenzen S., Endocrinology. 2010 Aug;151(8):3555-65.

Leslie RD, Kolb H, Schloot NC, Buzzetti R, Mauricio D, De Leiva A, Yderstraede K, Sarti C, Thivolet C, Hadden D, Hunter S, Schernthaner G, Scherbaum W, Williams R, Pozzilli P., Diabetes Metab Res Rev. 2008 Oct;24(7):511-9.

Pham MN, Hawa MI, Pfleger C, Roden M, Schernthaner G, Pozzilli P, Buzzetti R, Scherbaum W, Seissler J, Kolb H, Hunter S, Leslie RD, Schloot NC; Action LADA Study Group, Diabetologia. 2011 Feb 24. [Epub ahead of print] Schloot NC, Roep BO., Diabetes Metab Rev. 1997 Sep;13(3):127-38.

Diese Arbeit wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einer Zuwendung an das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) unterstützt. Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e.V. ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung bündelt. Mitglieder sind das DDZ in Düsseldorf, das DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Helmholtz Zentrum München, die Paul Langerhans Institute des Carl Gustav Carus Universitätsklinikums Dresden und der Eberhard-Karls-Universität Tübingen.

Korrespondenzadressen Priv.-Doz. Dr. med. Nanette C. Schloot Institut für Klinische Diabetologie Deutsches Diabetes-Zentrum Leibniz-Zentrum für Diabetesforschung an der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf Auf’m Hennekamp 65 40225 Düsseldorf Tel.: +49-(0)211-810-4817 Fax: +49-(0)211-8119640 schloot@ddz.uni-duesseldorf.de Prof. Dr. med. Andreas Fritsche Medizinische Klinik IV Universität Tübingen Otfried Müller-Straße 10 72076 Tübingen Tel.: +49-(0)7071-2980590 andreas.fritsche@med.uni-tuebingen.de LABORWELT

03.06.2011 12:13:07 Uhr

Blitzlicht Biobanking

Enhanced Biobanking – isozertifizierte Grundlage für neue Biomarker Christiane Ewel, In.vent Diagnostica GmbH, Hennigsdorf Für das Auffinden neuer Biomarker haben sich Biobanken als obligatorische Ressource herauskristallisiert. Klassische Biobanken werden den wechselnden Anforderungen der translationalen Medizin im Bereich der Erforschung und Qualifikation neuer Biomarker jedoch nur selten gerecht. Erste positive Ansätze zeigen sich durch die virtuelle Zusammenfügung von Biobanken. Jedoch können nur wenige Fragestellungen hiermit beantwortet werden. Zudem sehen sich Forscher und Entwickler weiterhin Problemen in den Gebieten der Präanalytik, des Probenhandlings und der rechtlichen Situation sowie des Probenqualifikation gegenüber.

Ein vielversprechender Lösungsansatz liegt im Enhanced Biobanking®.

Fortschritte auf dem Gebiet des Auffindens neuer Biomarker bedürfen nativer Proben, sowohl von Patienten, die unter einer bestimmten Erkrankung leiden, als auch von Personen, bei denen diese ausgeschlossen werden kann.

Biobanken haben sich dafür als obligatorische Ressource entwickelt.

Klassische Biobanken Klassische Biobanken sind Proben- und Datensammlungen, die mit Fokus auf eine oder wenige Fragestellungen zusammengestellt wurden, zum Beispiel indikations-, parameter- oder matrixbezogene oder entsprechende Kombinationen. Klassische Sammlungen entsprechen der fachlichen Ausrichtung der sammelnden Institution und dem einmal festgelegten Ziel. Somit erfolgt die Sammlung zwar stets zielorientiert und mit meist hoher Fachkompetenz, in der überwiegenden Zahl der Fälle jedoch nur einem einzigen Projektleitgedanken folgend.

Für sämtliche klassischen Biobanken existieren mindestens Festlegungen für das sogenannte Probensourcing, also Vorgaben zur Auswahl geeigneter Spender, zum Probenvolumen, zur Präanalytik, zum Probenhandling sowie die zu beachtenden gesetzlichen Vorgaben.

Auf dieser Basis werden populationsgetriebene Probensammlungen mit teils gigantischen Ausmaßen erzeugt, mit denen sich aber nur wenige Fragestellungen beantworten lassen. Wenn die Sammlung angelegt wird, ist diese Fragestellung zwar wesentlich, aktuelle und auch kleinteiligere Fragestellungen können durch sie jedoch nicht beantwortet werden.

Wechselnde Fragestellungen, die sich beispielsweise während der Suche nach neuen Biomarkern ergeben, sind in aller Regel ebenfalls nicht zu beantworten, da der Sammlungsansatz einer klassischen Biobank, wie eingangs erläutert, eher limitiert ist. So stellen etwa Genomics, Proteomics und Metabolomics, die drei zentralen „Omics-Technologien“ in der Entwicklung von Biomarkern vielfältige und hohe

Anforderungen an die Proben, insbesondere im Bereich der Präanalytik.

Bündeln von Biobanken Erste Lösungsansätze zeichnen sich indes durch die Koordination bereits existierender Biobanken ab. Zum Beispiel führen die TMF, CRIP, oder das EU-Projekt BBMRI vorhandene Biobanken virtuell zusammen. Dabei wird versucht, die exitierenden Biobanken zu klassifizieren, digital zu erfassen und dann gemeinsam zu nutzen.

Doch lassen sich viele Probleme selbst durch das Zusammenführen separater Biobanken nicht lösen. Das Kernproblem brachte der Mannheimer Labormediziner Prof. Dr. Michael Neumaier Mitte Mai auf dem IFCC 2011 in Berlin auf die Formel: „Exisitierende Biobanken sind nicht harmonisierbar“. Denn auch nach erfolgreicher Bündelung bestehender Biobanken sehen sich Forscher und Entwickler bei der Suche nach Biomarkern oft mit Problemen bei Präanalytik, Probenhandling, der rechtlichen Situation sowie der Probenqualifikation konfrontiert.

Ein biobankenübergreifendes, einheitliches Probensourcing und -handling sowie Protokollstringenz sind trotz Bündelung weiterhin nicht gegeben. IT-unterstütztes, verlinktes Probenmanagement befindet sich häufig erst in der Etablierungsphase. So sind häufig: I gesammelte Proben-Volumina nicht ausreichend I dezidierte Protokolle zum bisherigen Probenhandling nicht existent, die Auftau- und Einfrierbedingungen werden nicht oder nur unzulänglich erfasst I die vorhandenen Einverständniserklärungen der Patienten sind nicht passend für aktuelle Fragestellungen, insbesondere für die Forschung an RNA und DNA I die vorhandenen Matrizes ungeeignet I die Lagertemperatur nicht für den entsprechenden Biomarker geeignet I die vorhandenen Patientendaten nicht umfassend genug und nicht zu ergänzen etc.

Zudem sind bei multizentrischen Sammlungen sich ergebende wie Fragen zur späteren IPGenerierung weiterhin schwierig zu lösen. Die gesammelten Proben sind meist mit Rechten Dritter belegt. Der Aufwand zur Lagerung und zum Aufbau solcher Banken ist darüber hinaus enorm und nie ohne Unterstützung durch die öffentliche Hand möglich, was zu zusätzlichen Einschränkungen hinsichtlich der Flexibilität und Geschwindigkeit führt.

Enhanced Biobanking

Abb. 1: Kooperationsmodell für das Enhanced Biobanking® LABORWELT

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Das sogenannte Enhanced Biobanking® trägt all diesen Punkten Rechnung und unterstützt explizit die Erforschung neuer Biomarker.

Beim Enhanced Biobanking® kooperieren die Mitglieder eines fachübergreifenden, weitreichenden Netzwerkes unter der Leitung einer 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 19

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Blitzlicht Biobanking

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Abb. 2: Arbeitsablauf der Biomarkerentwicklung Koordinationsstelle (vgl. Abb. 1) sowohl bei der Bereitstellung von Proben für Anwendungen in allen Bereichen der In-vitro-Diagnostik (IVD) und – außerhalb von klinischen Studien der Pharmaentwicklung oder Zulassung – auch der pharmazeutischen Forschung. Die Leistungen umfassen dabei die Bereitstellung von Proben zum Beispiel für folgende Einsatzgebiete: I Erforschung und Qualifikation neuer Biomarker I Produktion und Qualitätskontrolle von Biomarkern I Entwicklung, Produktion und Qualitätskontrolle (neuer) Testsysteme für o.g. Biomarker I Nachvalidierung bereits bestehender Testsysteme I zeitnaher Aufbau von zielgerichteten Biobanken von ggf. nur begrenzter Existenz.

Vorgehensweise Beim Enhanced Biobanking® wird in der Regel eine bestimmte Reihenfolge von Schritten eingehalten: 1. Die Anfrage wird in einem Projektplan erfasst.

Dieser enthält etwa die notwendigen Angaben und Vorgaben zur Probengenerierung, aber auch Informationen über den voraussichtlichen Zeitrahmen und die zu erwartenden Kosten. Jeder neue Projektplan wird mit bereits bestehenden abgeglichen und in einen Gesamtplan integriert. Ressourcen werden dadurch gebündelt und effektiv genutzt.

2. Die notwendigen Ethikvoten werden eingeholt, und es wird sichergestellt, dass diese juristisch einwandfrei sind. Die notwenigen Ethikvoten, die gegebenenfalls in der Zustimmung zu benennender Gremien münden, werden sowohl von den entsprechenden Ethikkommissionen als auch von den Kliniken eingeholt. Alle Projekte entsprechen den jeweiligen ethischen, juristischen Erfordernissen und ermöglichen ein ethisch und juristisch einwandfreies 20 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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Vorgehen. Die anfragende Arbeitsgruppe ist von diesem Arbeitsschritt befreit.

3. Die Patienten werden IT-gestützt gesucht und von ihrem behandelnden Arzt angesprochen. Dabei erfolgt die Identifikation von Spendern anhand der vorliegenden Laborwerte und zusätzlicher klinischer Informationen – gegebenenfalls auch anhand weiterer von der anfragenden Arbeitsgruppe mitgeteilter Parameter – in den Kliniken des Netzwerkes. Die Proben umfassen in diesem Zusammenhang sämtliche biologische Materialien humanen Ursprungs wie Serum, Plasma, Gewebe, Synovia, cerebrospinale Flüssigkeit und andere Materialien, ist aber nicht auf diese beschränkt.

Die Patienten erhalten zunächst eine umfassende Aufklärung und einen groben Überblick über die Projekte, die mit ihrer Spende realisiert werden können. Es hat sich gezeigt, dass das Interesse auf Patientenseite groß ist, bei der Qualifikation neuer Biomarker und nachfolgender Testsysteme mitzuwirken. Denn erst qualifizierte Biomarker ermöglichen eine zielgerichtete Therapie. Dies gilt umso mehr, da viele neue Biomarker als prognostische Marker die Therapien maßgeblich mitbeeinflussen.

Die breite Masse der bisher adressierten Patienten war hierüber im Vorfeld nicht informiert, zeigte sich aber umso interessierter.

Es ist wichtig, dass die Patienten und gegebenenfalls auch ihre Angehörigen sowohl einfühlsam als auch mit dem nötigen Fachwissen von einer Person ihres Vertrauens angesprochen werden. Auf diese Weise konnten beispielsweise für ein Projekt auf dem Gebiet der Erforschung neuer Biomarker für die Alzheimerkrankheit zahlreiche Betroffene und auch ihre Angehörige als Spender gewonnen werden.

Die Patienten werden nach umfassenderAufklärung und Information gezielt auf ihre Spendetauglichkeit hin geprüft. Erst danach darf die Spende erfolgen. Dabei

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steht stets das Wohl des Patienten im Vordergrund, gegebenenfalls wird von einer Spende abgesehen.

Die erbetenen Einverständniserklärungen sind stets auf das angefragte Projekt, gegebenenfalls auch mehrere angefragte Projekte hin ausgerichtet. Somit können von Anfang an die korrekten Einverständniserklärungen, so etwa auch für RNA- und DNA-Projekte. eingeholt werden.

Die Patienten und beteiligten Ärzte erhalten eine angemessene Aufwandsentschädigung gemäß den Richtlinien des Nationalen Ethikrates. Da diese Aufwandsentschädigung oftmals nur knapp die Aufwendungen des Spenders deckt, kommt der Aufklärungsarbeit ein hoher Stellenwert zu. Materielle Anreize sind für den Spender und für die beteiligten Ärzte somit praktisch nicht vorhanden.

Die Proben werden umgehend pseudonymisiert. Es wird in einem hohen Maße der Datensicherheit Rechnung getragen und der Patientenschutz umfassend gewährleistet.

Die Proben werden von Anfang an ITgestützt verwaltet und zwischengelagert.

Nur so lassen sich die Proben den entsprechenden Anfragen korrekt zusortieren, und nicht genutzte Proben können sinnbringend in weitere Projekte einfließen.

Während der gesamten Zwischenlagerung, also der Zeit zwischen der Probengenerierung und der Bereitstellung, wird der Auftau- und Einfrierzyklus genauestens überwacht, gesteuert und protokolliert.

Die Art der Zwischenlagerung ist dabei von der Art der Probe und von den Ansprüchen des Biomarkers abhängig. Naturgemäß ist die Lagerung von Seren und Plasmen zur Erforschung neuer Antikörper im Bereich der Autoimmundiagnostik simpler als die korrekte Lagerung zur Erforschung von Interleukinen oder die korrekte Lagerung von Geweben für die diversen Anwendungsgebiete. Im Gegensatz zum klassischen Biobanking bietet das Enhanced Biobanking® hier jedoch alle Möglichkeiten der notwendigen Abstimmungen vor Beginn der Probengenerierung. Eine hohe Sensibilisierung aller Beteiligten für das Thema der Präanalytik ist unabdingbar.

Die Proben werden nach einem festgeschriebenen Prozedere bereitgestellt. Auch die Probenbereitstellung erfolgt nach einem klaren, zuvor festgeschriebenen Prozedere. Dieses ist eindeutig protokolliert und damit nachverfolgbar. Es erfolgt routinemäßig eine Zertifizierung: der eingeholten Ethikvoten der eingeholten Einverständniserklärungen

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der vermessenen Parameter der Angaben zum Infektiologiestatus der Probe Weiteren Bedürfnissen wird Rechnung getragen.

Die Generierung und Abgabe der pseudonymisierten Proben erfolgt frei von Rechten Dritter. Sämtliche abgegebenen Proben können für alle zuvor vereinbarten, für alle in der Einverständniserklärung erfassten Zwecke, frei verwendet werden. Eine Einschränkung zur Generierung von IP gibt es innerhalb dieses Rahmens nicht. Somit können neue Biomarker zügig den Weg in die Anwendung finden und den Return-on-investment in einer kalkulierbaren Zeit erbringen.

10. Der gesamte geschilderte Prozess erfolgt innerhalb eines ISOzertifizierten Qualitätsmanagementsystems (QMS) nach EN IS0 9001:2008 und 13485:2007. Ein bereits vielen seit Jahren bestehendes und damit etabliertes, zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem – wie auch für klassische Biobanken gefordert, dort jedoch nur schwer implementierbar – ermöglicht die koordinierte und erfolgreiche Arbeit.

Kategorien In Bezug auf den Bedarf an Volumina und die Qualität der Proben haben sich folgende Kategorien im Laufe der Zeit herauskristallisiert und werden in dieser Form beim Enhanced Biobanking® bereitgestellt (vgl. Abb. 2): 1. Probenkollektive mit kleinen und mittleren Volumina werden für den Bereich der Forschungs- und Qualifikationsphase von Biomarkern sowie in der Qualitätskontrolle bereitgestellt. Hier sind Kollektive von großem Interesse, die nicht nur parameter- oder indikationsspezifisch generiert wurden, sondern deren gesamte Prä analytik identisch oder auch kontrolliert, protokolliert divergent ist. Die Qualitätsanforderungen an die klinische Definition der Proben für die Forschung und Qualifikation neuer Biomarker sind sehr hoch – populationsbasierte, hochstandardisierte Proben von exzellent phänotypisierten Patienten werden benötigt –, für die Qualitätskontrolle mäßig hoch. Der zu erforschende Biomarker sollte in den verschiedenen Proben in verschiedenen Konzentrationen nachweisbar sein.

2. Einzelne Proben mit mittleren bis großen Volumina werden im Bereich der Produktion und Qualitätskontrolle benötigt. Hier sind es nur noch wenige Proben, die von Interesse sind. Der hohe Grad der klinschen Definition ist nicht mehr unabdingbare Voraussetzung. Wichtig ist an dieser Stelle der eindeutig, meist in hoher Konzentration nachweisbare Biomarker.

Den wechselnden Anforderungen der translationalen Medizin im Bereich der Erforschung und Qualifikation neuer Biomarker zur Erweiterung des Routineportfolios in der in-vitro-Diagnostik wird beim Enhanced Biobanking® zeitnah, fachgerecht und kostengünstig nachgekommen.

Literatur [1] [2] [3] [4] [5]

Stellungnahme des Deutschen Ethikrates „Humanbiobanken für die Forschung“ vom 15.06.2010 Biopreservation and Biobanking, Mary Ann Liebert, Inc. Biobanken und molekulare Medizin, TMF Schriftenreihe Standardisation of the Pre-Analytical Phase for Biomarkers, Symposium, IFCC 2011, Berlin Öffentlichen Anhörung des Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung zum Thema „Humane Biobanken“, 25.05.2011

in.vent ist Mitglied im Diagnostik Net-BB, www.diagnostiknet.de

Korrespondenzadresse Christiane Ewel Head of International Marketing in.vent Diagnostica GmbH Neuendorfstraße 17 16761 Hennigsdorf c.ewel@inventdiagnostica.de LABORWELT

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31.05.2011 17:52:29 Uhr

Wissenschaft Toxikologie

DETECTIVE – Suche nach Biomarkern zur Prognose der Langzeittoxizität Prof. Dr. Jürgen Hescheler, Klinikum der Universität zu Köln Das Forschungsprojekt DETECTIVE („Ermittlung von Endpunkten und Biomarkern für Langzeittoxizität mit der Hilfe von in vitro-Systemen”) hat eine Laufzeit von fünf Jahren und wird zu gleichen Teilen von der Europäischen Kommission und dem Europäischen Kosmetikverband CoLIPa unterstützt. Fünfzehn europäische Partner aus der akademischen Forschung, der Industrie, KMU und Interessengruppen haben sich zusammengeschlossen, um Strategien zur Bestimmung der Langzeittoxizität zu entwickeln, die effizienter und zuverlässiger sind als Tierversuche. Langzeittoxizitätstests sind zum Nachweis der Unbedenklichkeit chemischer Substanzen für den Menschen vorgeschrieben, so auch für Kosmetika. Tatsächlich kann die Langzeit- oder wiederholte anwendung über einen längeren Zeitraum zu einer progressiven Zell-, Gewebe- oder organschädigung führen. Bisher werden solche Untersuchungen an Tieren durchgeführt, denn es gibt dazu noch keine anerkannten alternativen.

Im Rahmen des 7. Europäischen Forschungsrahmenprogramms haben die Europäische Kommission und COLIPA die integrierte Forschungsstrategie „SEURAT-1“ für Tierersatzmethoden initiiert. Das mit insgesamt 50 Mio. Euro ausgestattete SEURAT-1-Forschungsprogramm hat das Langzeitziel, Methoden zur Unbedenklichkeitsprüung zu entwickeln, die letzlich Tierversuche ersetzen können („Safety Evaluation Ultimately Replacing Animal Testing”). Die erste Phase von SEURAT begann am 1. Januar 2011 und besteht aus sechs, sich ergänzenden Bausteinen. DETECTIVE ist einer dieser Bausteine und zielt auf die Entwicklung von Biomarkern für die Detektion der Langzeittoxizität in humanen Zielzellen ab. Zu diesem Zweck wird eine Test-Pipeline aufgebaut, die auf HighContent-Screening (HCS) and High-Throughput-Screening(HTS)-Technologien basiert. In Kombination mit klassischen funktionellen und „-omics“ Methoden werden humane Biomarker identifiziert und untersucht, die geeignet für die Langzeit-Testung in vitro sind.

Der Koordinator des DETECTIVE-Projekts, Prof.

Dr. Jürgen Hescheler von der Universität zu Köln, erwartet wichtige Ergebnisse von dem Projekt. Laut Hescheler wird die multidisziplinäre Zusammenarbeit im DETECTIVE-Konsortium ein detaillierteres, grundlagenbasiertes Verständnis toxikologischer Langzeiteffekte ermöglichen. Dadurch wird die Toxikologie von einer primär deskriptiven zu einer mehr mechanistischen Wissenschaft mit größerer Vorhersagekraft werden, von der am Ende auch der Verbraucher profitiert.

Fokus liegt zunächst auf Leber-, Herz- und Nierentoxizität Als einer der Bausteine der SEURAT-1 Forschungsinitiative konzentriert sich DETECTIVE auf ein wesentliches Element, auf dem in vitroToxizitätstests basieren – der Entwicklung von robusten sowie zuverlässigen, sensitiven und spezifischen Biomarkern.

abb. 1: Elemente einer Systemischen Toxikologie (nach Hartung et al. 2008).

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Der Schwerpunkt liegt auf einer systematischen Auswertung einer Reihe komplementärer funktioneller und „-omics“ Technologien, einschließlich HCS und HTS, zur Identifizierung und Untersuchung humaner Biomarker in Zellmodellen für die Langzeittoxizität. Dabei gewähren funktionelle Parameter Einblicke in die Wirkung von Schadstoffen auf spezifische Zellfunktionen, „omics“-Techniken dagegen Informationen zur gesamten zellulären Situation auf molekularer Ebene. Erstmalig werden eingehend die Auswirkungen von Mehrfach- oder Langzeitgaben auf die für das Zellverhalten kritische Epigenetik und microRNA (miRNA)Expression untersucht, um zu prüfen, ob derartige Analysen das Verständnis von toxischen Wirkmechanismen vertiefen können.

Durch die Kombination und anschließende Integration der verschiedenen Technologien können prädiktive Biomarker für die humane Langzeit-Toxizität in vitro entwickelt werden.

Basierend auf integrativer statistischer Analyse, systematischer Überprüfung und Korrelation mit in vivo relevanten Daten, werden spezifische, sensitive und prädiktive Biomarker entwickelt.

DETECTIVE konzentriert sich auf hepatoxische, kardiotoxische, und – in geringerem Umfang – auch auf nephrotoxische Effekte, die die drei Zielorgane der Toxizität bei wiederholter Verabreichung repräsentieren. Darüber hinaus wird ein Langzeit-Toxizitätsmodell auf Basis humaner embryonaler Stammzellen (hES) entwickelt. Letztlich werden die erarbeiteten Konzepte auch für andere Organe oder Organsysteme anwendbar sein, die von systemischen Giftstoffen angegriffen werden, zum Beispiel das Nervensystem. Darüber hinaus wird erwartet, dass DETECTIVE generelle humane Toxizitätspathways definieren kann, die für alle Organe relevant sind.

Ziel: Entwicklung von in vitro-Tests und Surrogatmarkern Das übergeordnete Ziel von DETECTIVE ist die Entwicklung und Evaluierung von in vitroBiomarkern und Surrogat-Endpunkten, die für den Menschen relevant sind und die für die Sicherheitsbewertung von chronisch wirkenden Giften genutzt werden können. Konkret werden im DETECTIVE-Projekt Biomarker für Humantoxizität auf der Grundlage humaner in vitro-Systeme entwickelt, und zwar durch: I Zusammenarbeit mit den anderen Bausteinen der SEURAT-1 Forschungsinitiative unter Einbeziehung des Stands der Technik und toxikologischen Daten zu bereits bekannten Biomarkern für chronische Organschäden wie Kardiomyopathien, Arrhythmien, Leberzirrhose, Fettleber, Cholestase, Apoptose und anderen relevanten biologischen Prozessen.

I Bewertung der Eignung und Robustheit der vorhandenen Zellsysteme für den in vitroEinsatz zur Entwicklung von Biomarkern für Toxizität bei wiederholter Gabe.

LABORWELT

01.06.2011 11:45:51 Uhr

Tab. 1: DeTecTIve-Projektpartner Nr. Teilnehmer

Land

1

Universität zu Köln – Universitätsklinikum

2

Commission of the European Communities – Directorate General Joint IT Research Centre

3

Universiteit Maastricht

NL

4

Roche Diagnostics GmbH

DE

5

Vrije Universiteit Brussel

BE

6

ProteoSys AG

DE

7

Forschungsgesellschaft für DE Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V.

8

Imperial College of Science, Technology and Medicine

UK

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Deutsches Krebsforschungszentrum

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ARTTIC

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Quretec

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Medizinische Universität Innsbruck

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Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften

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Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

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Universiteit Leiden

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I E ntwicklung funktioneller Techniken in humanen in vitro-Modellen, hauptsächlich für Leber-, Herz- und Nierenzellen sowie für von embryonalen Stammzellen abgeleiteten somatischen Zellen. Möglicherweise kommen aber auch andere zelluläre Modellsysteme hinzu, die von anderen Bausteinen des Forschungsclusters zur Verfügung gestellt werden. Zu solchen funktionellen Parametern gehören die i) elektrische Aktivität (EKG-ähnliche, MEA), ii) Impedanzmessungen, iii) Bildgebung sowie iv) zellspezifische funktionelle Readouts wie Enzymaktivitäten, die Zytokinfreisetzung, Albumin- und Harnstoff-Sekretion, GlykogenAufnahme, Cholestase, Steatose sowie Protein freisetzung von Zielzellen.

I E ntwicklung von „-omics“-Techniken für humane in vitro-Modelle für Leber und Herz, sowie für von embryonalen Stammzellen abgeleiteten somatischen Zellen – möglicherweise auch für andere, innerhalb von SEURAT-1 benötigte Modellsysteme. Diese „-omics“-Analysen umfassen die i) integrative Transkriptomanalyse (Microarrays für die Überprüfung der globalen Genexpression, Epigenetik und miRNA), ii) Proteomics und iii) Metabonomics.

I Entwicklung von Konzepten für einen standardisierten Ansatz, der es erlaubt i) die besten Kandidaten für Toxizitäts-Einschätzungen, besonders im Hinblick auf deren Reproduzierbarkeit (Biomarker-Qualifikation) und ii) die Unterscheidung sensitiver und zielgerichteter, spezifischer Biomarker von generischen zellulären Stresseffekten zu identifizieren.

I ntegration funktioneller Techniken mit „-omics“-Techniken in in vitro-Modellsystemen unter Berücksichtigung der Reversi-

bilität toxischer Effekte beziehungsweise Bestimmung etwaiger Schwellenkonzentrationen für chemische Stressfaktoren, die steigende Schweregrade biologischer Reaktionen definieren.

Qualifikation von Biomarkern (nachweisliche Prozesse, die identifizierte Biomarker mit spezifischen klinischen Beobachtungen verknüpfen); Aspekte der Sensitivität, Spezifität und Reproduzierbarkeit der einzelnen Messwerte und sonstige Anforderungen für die regulatorische Akzeptanz von Biomarkern.

I Systematische Datenaufbereitung unter Einsatz standardisierter Nomenklatur, um den Online-Austausch von BiomarkerMetadaten zu ermöglichen.

I Formulierung GLP-konformer SOPs für Verfahren, die der Identifizierung der robustesten, prädiktiven Biomarker dienen.

Ansatz Derzeit sind keine verfügbaren Alternativen zu Tierversuchen zur Erfassung der Toxizität nach wiederholter Exposition (z.B. entsprechend 28- oder 90-tägigen in vivo-Studien nach OECD TG407/408) für regulatorische Zwecke akzeptiert. Eine 2002 eingerichtete ECVAMArbeitsgruppe für Chemikalien wies darauf hin, dass „die Verfügbarkeit von in vitro-Modellen für Langzeittestungen zur Validierung davon abhängt, welche Fortschritte bei der Erforschung und Entwicklung von Tests gemacht werden“1.

Klassische in vitro-Zytotoxizitätstests sind nicht geeignet für den Nachweis von Wirkungen bei wiederholter Gabe, da sie auf späte Ereignisse während des Zelltods fokussiert sind.

Zudem sind sie vor allem mit nekrotischen oder apoptotischen Prozessen assoziiert2. Da wesentliche subletale Effekte im Zusammenhang mit niedrigdosierter Exposition nicht durch herkömmliche Zytotoxizitätstests erkannt werden, müssen neue Technologien angewandt werden, die das Erkennen von Nebenwirkungen in einer frühen Phase der Toxizität ermöglichen, zum Beispiel HCS-Plattformen oder die Anwendung fluoreszenzbasierter Reagenzien, mit denen zelluläre Targets und physiologische Prozesse quantitativ analysiert werden können. Die meisten toxikologischen in vitro-Assays liefern eine Dosis-Wirkungs-Beziehung für eine bestimmte Kombination der Prüfsubstanz und das zelluläre System. Solche Dosis-Wirkungs-Beziehungen können aber nicht die dynamischen Aspekte der Zellantwort auf ein Toxin erfassen, oder die Erholung der exponierten Zellen nach dem Entzug der Testsubstanz (Reversibilität).

Bisher basieren die meisten Methoden zum Toxizitäts-Screening auf Messungen nichtdiskriminierender toxikologischer Endpunkte (z.B. Zelltod, MTT-Assay), die keine chemikalienspezifischen Effekte berücksichtigen. Und doch beeinflussen verschiedene Chemikalien unterschiedliche essentielle zelluläre Prozesse

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31.05.2011 17:54:06 Uhr

Wissenschaft Toxikologie

Abb. 2: Der konzeptionelle Rahmen beschreibt eine Folge von Wirkungen in aufsteigender Reihenfolge, beginnend mit einem molekularen auslösenden Ereignis, in dem eine Sub­ stanz mit einem biologischen Zielmolekül interagiert. Dieses Ereignis löst eine Reihe von Nachfolgeereignissen aus, die letztlich eine nachteilige Wirkung in vivo zeigen. Diese Reaktionen auf verschiedenen Ebenen sind Teil eines adverse outcome pathway (AOP).

Um das Verständnis der verschiedenen Abläufe zu vertiefen, nutzt DETECTIVE die gesamte Palette neuer Technologien, um einen Einblick in die mechanistische Wirkungs­ weise der Substanzen zu erhalten. Nur ein detailliertes mechanistisches Verständnis wird es ermöglichen, prädiktive Biomarker zu identifizieren (nach Ankley et al, 2010). auf subzellulärer Ebene. Tatsächlich zeigen Analysen toxikogenomischer Daten, wie etwaige Stoffe und Verbindungen eine Vielzahl von zellbiologischen Prozessen beeinflussen. Bisher können diese unterschiedlichen Prozesse nicht durch einen einheitlichen toxikologischen Endpunkt bestimmt werden. Jüngste Fortschritte in der automatisierten Fluoreszenzmikroskopie, quantitativen Multi-Parameter-Bildanalyse und im Data Mining in Kombination mit BACRecombineering erlauben heute eine effiziente GFP-Markierung eines Gens in seinem eigenen genomischen Kontext, so dass eine physiologische Expression des markierten Proteins ermöglicht wird.

Die regulatorische Akzeptanz und Nutzung von Biomarkern ist eine Aufgabe, die noch bewältigt werden muss. So bedarf es einer Reihe von Qualitätsprüfungen, um die wissenschaftliche Gültigkeit der vorgeschlagenen Biomarker zu belegen – benötigt werden etwa Informationen über die Vorhersagekraft des Biomarkers selbst, aber auch über die Methoden, mit denen diese bestimmt wird.

In einem Ende vergangenen Jahres veröffentlichten Berichtentwurf (vgl. http://ec.europa. eu/consumers/sectors/cosmetics/documents/ public_consultation/index_en.htm) bewerteten ausgewählte Experten den Status und die Perspektiven der alternativen Methoden und lieferten eine wissenschaftlich fundierte Einschätzung der benötigten Zeit, um den vollständigen Ersatz von Tierversuchen zu erreichen. Zusammenfassend bestätigen die Experten, dass noch mindestens 7 bis 9 Jahre für den Ersatz der gegenwärtigen in vivoTierversuche für die Bewertung der Sicherheit kosmetischer Inhaltsstoffe zur Sensibilisierung der Haut zu veranschlagen sind. Allerdings 24 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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waren die Experten auch der Meinung, dass alternative Methoden vielleicht noch vor 2017 in der Lage sein könnten, Gefährdungen zu beurteilen, also zwischen Sensitisern und NonSensitisern zu differenzieren. Dies würde jedoch kein vollständiges Bild dessen zeichnen, was eine sichere Exposition ist, da die relative Wirksamkeit eines Sensitizers nicht bekannt wäre.

Für die Toxikokinetik wurde ein Zeitrahmen von 5 bis 7 Jahren angenommen, um Modelle zu entwickeln, die die Lungenabsorption und Nieren- oder Gallen-Exkretion vorhersagen können – und noch länger, um die Verfahren so zu integrieren, dass sie toxikokinetische Tiermodelle vollständig ersetzen können. Für die systemischen toxikologischen Endpunkte der Toxizität bei wiederholter Gabe, Karzinogenität und Reproduktionstoxizität gaben die Experten an, den Zeitrahmen für einen vollständigen Ersatz nicht abschätzen zu können.

Die „Systemische Toxikologie“ wurde als eine neue Disziplin vorgeschlagen, um einen großen Schritt in Richtung der Entwicklung alternativer, humaner Sicherheitstests zu gehen. Abbildung 1 zeigt, wie verschiedene Technologien interagieren und so schließlich zur Entwicklung der „Systemischen Toxikologie“ führen können, etwa durch die Kombination von: „im Wesentlichen verschiedener neuer, informativer Technologien […] mit etablierten wissenschaftlichen Kenntnissen (über biochemische Stoffwechselwege; von Toxizitätsmustern und -signaturen; Wissen über Biomarker; Kenntnis der pharmakokinetischen und chemischen Eigenschaften) mit Hilfe rechenbetonter Ansätze“4.

Das DETECTIVE-Projekt wird mögliche Biomarker hervorbringen, die für die Abschätzung der Toxizität bei wiederholter Gabe relevant sind. Dies geschieht mittels in vitro-Modellen

humaner Gewebe und Zellen (abgeleitet von primären Zellen oder von Stammzellen abgeleiteten somatischen Zellen oder Zelllinien), einschließlich Hepatozyten, Kardiomyozyten und Nierenepithelzellen oder anderen Zellen von toxikologischer Relevanz sowie mit Hilfe gut definierter, relevanter Testsubstanzen.

Im Hinblick auf die Langzeittoxizität oder Toxizität bei wiederholter Gabe ist es von besonderer Bedeutung, in der Lage zu sein, frühe Toxizitäts-Marker bei niedriger Dosierung zu detektieren, die nicht direkt zu akuter Toxizität führen.

Durch die Anwendung sensitiver „-omics“Technologien zur Bewertung chemisch induzierter Veränderungen der zellulären Biochemie und durch Korrelation dieser Informationen mit für die zelluläre Funktion relevanten, sensitiven Endpunkten (d.h. gezielte Endpunkte mit bekannter Bedeutung) – und umgekehrt – wird das DETECTIVE-Konsortium in der Lage sein, wichtige gesundheitsschädliche Nebenwirkungen zu identifizieren, welche dann weiter auf ihre Eignung als relevante Biomarker für Toxizität bei wiederholter Gabe eingeschätzt werden können.

Das Potential einer solchen Kombination aus „-omics“-Technologien mit organotypischen in vitro-Modellen, die weitere mechanistische Einblicke in zelluläre Antworten auf chemische Beeinträchtigungen verspricht, die hochsensitiv und spezifisch sein können, wurde bereits im ECVAM-Workshop 56 unterstrichen1.

Literatur [1]

[2] [3]

[4]

[5]

Pietro P. et al., The Assessment of Repeated Dose Toxicity In Vitro: A Proposed Approach. The Report and Recommendations of ECVAM Workshop 56. ATLA 34, 315–341, 2006.

Vinken M, Decrock E, De Vuyst E, Leybaert L, Vanhaecke T, Rogiers V., Altern Lab Anim. 2009 Apr;37(2):209-18.

Adler S, Basketter D, Creton S, Pelkonen O, van Benthem J, Zuang V, Andersen KE, Angers-Loustau A, Aptula A, BalPrice A, Benfenati E, Bernauer U, Bessems J, Bois FY, Boobis A, Brandon E, Bremer S, Broschard T, Casati S, Coecke S, Corvi R, Cronin M, Daston G, Dekant W, Felter S, Grignard E, Gundert-Remy U, Heinonen T, Kimber I, Kleinjans J, Komulainen H, Kreiling R, Kreysa J, Leite SB, Loizou G, Maxwell G, Mazzatorta P, Munn S, Pfuhler S, Phrakonkham P, Piersma A, Poth A, Prieto P, Repetto G, Rogiers V, Schoeters G, Schwarz M, Serafimova R, Tähti H, Testai E, van Delft J, van Loveren H, Vinken M, Worth A, Zaldivar JM., Arch Toxicol. 2011 May;85(5):367-485. Epub 2011 May 1.

Hartung T., Leist M., Food for Thought... on the Evolution of Toxicology and the Phasing out of Animal Testing. First publ. in: Altex 25 (2008), 2, pp.91-96 Ankley GT, Bennett RS, Erickson RJ, Hoff DJ, Hornung MW, Johnson RD, Mount DR, Nichols JW, Russom CL, Schmieder PK, Serrrano JA, Tietge JE, Villeneuve DL., Environ Toxicol Chem. 2010 Mar;29(3):730-41. Review.

Korrespondenzadresse Jürgen Hescheler Klinikum der Universität zu Köln Institut für Neurophysiologie Robert-Koch-Str. 39 50931 Köln Tel.: +49-(0)221-478-6960 j.hescheler@uni-koeln.de LABORWELT

01.06.2011 11:46:59 Uhr

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Antikörper als Biomarker in der Diagnostik Dipl.-Biol. Katja Köhler, Dr. Harald Seitz, MPI für molekulare Genetik, Berlin und IBMT, Potsdam; Dr. Michal Or-Guil, Institut für Theoretische Biologie, HU Berlin; PD Dr. Nina Babel, Charité Berlin, Schwerpunkt Nephrologie und Internistische Intensivmedizin Immunoassays spielen in der klinischen Diagnostik eine wichtige Rolle. Voraussetzung für die Entwicklung eines Immunoassays ist die Identifizierung geeigneter Markermoleküle, zum Beispiel von Antikörpern. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes konnten wir Antikörpermarker identifizieren, die für die Entwicklung eines diagnostischen Tests zur Früherkennung von Komplikationen nach einer Nierentransplantation vielversprechend erscheinen. Um ihre Eignung für diagnostische Applikationen zu evaluieren, charakterisieren wir derzeit die Bindungskinetik der Antikörper-Antigen-Interaktionen mit Hilfe des Array-basierten Flexchip-Systems (Biacore). Mit diesem können bis zu 400 Antikörper-Antigen-Interaktionen parallel gemessen und hinsichtlich ihrer kinetischen Parameter klassifiziert werden. Die Assoziationsrate gibt dabei Aufschluss über die Länge der Inkubationszeit des Assays, während die Dissoziationsrate und die Gleichgewichtskonstante zur Einschätzung der Stabilität des Komplexes dienen.

Ein kinetisches Ranking erlaubt die Identifizierung eines Antikörper-Markers, der zugleich eine hohe Stabilität zu seinem Antigen aufweist sowie nur eine kurze Inkubationszeit für die Bindung benötigt.

Die Anforderungen, die an moderne Diagnostikverfahren gestellt werden, sind heute hoch. Einerseits sollen sie zur frühzeitigen Krankheitserkennung und Klassifizierung der

Erkrankung beitragen, andererseits sollen sie zu einer verbesserten Prognose des Krankheitsverlaufes beitragen. Neue Verfahren zielen auf ein Monitoring der Therapie ab, um

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www.laborwelt.de den Genesungsprozess verfolgen zu können und Behandlungserfolge sicherzustellen. Insbesondere bei Erkrankungen, die sich aufgrund ähnlicher Symptomatik kaum unterscheiden lassen, gewinnen Biomarker als Indikatoren für ein bestimmtes Krankheitsstadium daher immer mehr an Bedeutung. Für die Differentialdiagnose und die Prognose weisen Biomarker aus dem Serum entscheidende Vorteile auf: Sie sind bereits oft vor dem Auftreten erster Symptome im Blut nachweisbar, und die routinemäßige Blutentnahme ist einfach und schnell.

Prognosefaktoren für die Transplantatabstoßung Einen bedeutenden Fortschritt in der Transplantationsmedizin versprechen Serummarker, mit denen sich Komplikationen, wie das Risiko einer Abstoßung nach einer Nierentransplantation, frühzeitig prognostizieren lassen. Die Niere ist mit schätzungsweise 40.000 Transplantationen jährlich das meisttransplantierte Organ weltweit. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2009 mehr als 2.700 Nieren transplantiert. Als eine schwerwiegende Komplikation

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31.05.2011 17:55:11 Uhr

Blitzlicht SPR

damit das Immunsystem die Virusinfektion bekämpfen kann.

Immunoassay als diagnostisches Tool

Abb. 1: Aufbau und Messprinzip des Biacore Flexchip Systems entwickelt sich bei nierentransplantierten Personen häufig eine BK-Virus-Reaktivierung.

Die Durchseuchung der Bevölkerung mit diesem Virus liegt bei 90%. Die Hälfte aller Transplantationspatienten erkrankt an einer BKV-Infektion. Knapp 50% von ihnen erleiden einen Transplantatverlust.

In dem Kooperationsprojekt NephroFit der Berliner Humboldt-Universität, der Charité und dem MPI für molekulare Genetik wird gezielt nach Antikörpern als Screeningmarkern für die frühzeitige Diagnose sowie Differentialdiagnose von akuter Allotransplantatabstoßung und BK-Virus-assoziierter Abstoßung (BKVA) nach Nierentransplantation gesucht. Eine Allotransplantatabstoßung (AA) kann auftreten, wenn die transplantierte Niere vom Immunsystem als „fremd“ erkannt wird und eine Immunantwort ausgelöst wird. Bei einer BK-Virus-assoziierten Abstoßung wird die Nie-

re aufgrund der Reaktivierung des BK-Virus, das sich im Harntrakt manifestiert, abgestoßen.

Eine frühzeitige Diagnose, verbunden mit einer Differenzierung, würde das Risiko für eine Transplantatabstoßung erheblich senken.

Problematisch ist aber, dass sich die Allotransplantatabstoßung klinisch kaum von der BKVirus-assoziierten Abstoßung unterscheiden lässt und eine Differentialdiagnose daher in der Regel erst zu einem Zeitpunkt der Erkrankung erfolgt, an dem bereits oft irreversible Gewebeschäden in der Niere aufgetreten sind und der Handlungsspielraum für eine gezielte Therapie stark eingeschränkt ist. Im Fall einer Allotransplantatabstoßung muss die Dosierung der Immunsuppressiva erhöht werden, um die Aktivität des Immunsystems stärker zu supprimieren. Besteht dagegen das Risiko einer BK-Virus-assoziierten Abstoßung wird die Gabe der Immunsuppressiva herabgesetzt,

Abb. 2: Vergleich von Interaktionsstudien mit konventionellen Peptidmicroarrays und dem Biacore Flexchip System 26 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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Um geeignete Marker für diagnostische Immunoassays zu identifizieren, werden im Rahmen unserer Forschungsarbeit SerumScreenings von Peptidbibliotheken mittels Protein-und Peptid-Microarrays durchgeführt und die Bindung von Antikörpern an die Peptide mittels Fluoreszenz detektiert. Die Interaktionen der selektierten Kandidatenpeptide mit den Serumantikörpern werden dann hinsichtlich ihrer kinetischen Parameter charakterisiert, um den Antikörper-Peptid-Komplex mit der höchsten Stabilität auszuwählen und die optimalen Assaybedingungen zu ermitteln.

Validierung der Antikörper-Peptid-Interaktion Die Kinetik der Antikörper-Peptid-Interaktion wurde mit Hilfe des Microarray-basierten Flexchip-Systems (Biacore) untersucht. Dabei findet der Interaktionsprozess in einer Flusszelle statt und kann in Echtzeit verfolgt werden (Abb. 1A). Die resultierende Änderung des Reflexionswinkels ist proportional zur Massenänderung auf der Oberfläche und wird als „Resonance Units“ (RU) in einem Sensogramm visualisiert. Der Interaktionsprozess unterteilt sich in Assoziationsphase, Gleichgewicht und Dissoziationsphase, gefolgt von einer Regeneration der Oberfläche (Abb. 1B). Aus den Messpunkten der Graphen können die kinetischen Messwerte bestimmt werden.

Der große Vor teil gegenüber anderen SPR (surface plasmon resonance)-Systemen besteht darin, dass bis zu 400 AntikörperPeptid-Interaktionen parallel gemessen und diese hinsichtlich ihrer Assoziations- (ka) und Dissoziationsrate (kd) sowie Gleichgewichtskonstante (KD) miteinander verglichen werden können. Die Assoziationsrate beschreibt die Komplexbildung und kann als Indiz dafür dienen, wie lang die Inkubationszeit für den Assay gewählt werden muss, um den größten Anteil an Antikörpern zu binden. Im Vergleich dazu ist die Dissoziationsrate ein Maß für die Zerfallsgeschwindigkeit des Antikörper-Peptid-Komplexes und spiegelt die Stabilität der Bindung wider. Die Gleichgewichtskonstante charakterisiert die Affinität des Antikörpers zum Peptid. Diese Parameter könnten für die Einstellung geeigneter Pufferbedingungen beim Test herangezogen werden.

Die kinetische Messung am Flexchip wurde anhand eines Modellsystems etabliert, das aus dem CB4-1-Antikörper und fünf Peptiden mit sehr unterschiedlichen Affinitäten bestand (Abb. 2). Als Vorversuch wurde die Bindung des CB4-1-Antikörper an die Peptide mittels Peptidarray und Fluoreszenzdetektion getestet (Abb. LABORWELT

01.06.2011 11:50:45 Uhr

Do More With Less 2A). Die unterschiedlichen Signalintensitäten für die einzelnen Peptide bei identischer Peptidkonzentration zeigten, dass unterschiedliche Mengen an Antikörper gebunden wurden. Allerdings konnte keine Aussage über die zeitliche Entwicklung der Interaktion hinsichtlich der Geschwindigkeit der Komplexbildung und dem Erreichen des Gleichgewichtszustand sowie bezüglich der Stabilität des Komplexes getroffen werden. Die Signalintensität zwischen Peptid 2 und 3 war sehr gering. Gleichwohl wurden mit Hilfe der SPR-Analyse die Unterschiede in den Interaktionskinetiken deutlich (Abb. 2B). Obwohl identische Mengen der Peptide immobilisiert wurden, band quantitativ mehr CB4-1 Antikörper an Peptid 1 als an die anderen Peptide. Die Bindungskinetik von CB4-1 mit Peptid 1 zeigte im Vergleich zu den anderen Interaktionen eine langsamere Assoziation und erreichte den Gleichgewichtszustand zu einem späteren Zeitpunkt, CB4-1 dissoziierte jedoch deutlich langsamer als bei den anderen Komplexen.

Somit stellte die Bindung von CB4-1 an Peptid 1 die stabilste Interaktion dar. Des Weiteren zeigen die Daten, dass die Bindung von CB4-1 und Peptid 2 eine geringfügig schnellere Assoziation und eine etwas langsamere Dissoziationsphase hatte als die Interaktion des Antikörpers mit Peptid 3. Im Vergleich dazu hat der Antikörper nicht an die Peptide 4 und 5 gebunden. Die charakteristischen Merkmale der Kinetik spiegelten sich in der ka- und kd-Rate sowie dem KD-Wert wider (Abb.2C).

Eine schnelle Komplexbildung (hohe ka-Werte) ist in diesem Zusammenhang von Vorteil, um die Inkubationszeit des Immuntests zu verkürzen und dadurch unspezifische Interaktionen zu reduzieren.

Interaktionen mit kleineren kd-Werten (geringere Komplexzerfallsrate) deuten auf eine hohe Stabilität hin. Dieses Kriterium ist entscheidend für die Länge der Testdauer und könnte die Wahl und Stringenz geeigneter Waschbedingungen erleichtern. Mit Hilfe eines ka/kd-Plots können die Interaktionen nach Geschwindigkeit der Komplexbildung und Stabilität klassifiziert werden. Dabei gehören Interaktionen, die im oberen linken Viertel des Diagramms lokalisiert sind, zu den schnellsten Interaktionen mit der größten Stabilität. Darüber hinaus ermöglicht die Evaluierung der KD-Werte eine Aussage über die Affinität des Antikörpers zu seinem Peptid. Insofern erlauben die Messungen am Flexchip die Unterscheidung der kinetischen Parameter der einzelnen AntikörperPeptid-Interaktionen und ermöglichen dadurch eine Klassifizierung.

Für einen potentiellen Test können Marker ausgewählt werden, die eine schnelle Assoziationsphase und die höchste Affinität haben sowie die größte Komplexstabilität aufweisen. Dadurch kann die Inkubationszeit des Assays kurz gehalten werden und die Antikörper-Peptid-Interaktion über die gesamte Messung stabil erhalten bleiben.

Die detaillierte Validierung von Antikörpern hinsichtlich ihrer kinetischen Parameter erlaubt die Selektion des optimalen Biomarkers für ein diagnostisches Testsystem zur frühzeitigen prognostischen Diagnose einer Transplantatabstoßung. Zugleich eröffnet sie die Möglichkeit einer Differentialdiagnose der akuten Allotransplantatabstoßung und der BK-Virus-assoziierten Abstoßung. Eine kontinuierliche Überwachung der Transplantationspatienten erlaubt ein rechtzeitiges Intervenieren und erleichtert die Auswahl und das Anpassen einer geeigneten Therapie. Dadurch kann das Risiko einer Transplantatabstoßung gesenkt werden.

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5. Glycan-Forum: Neue Anwendungen der Glykobiotechnologie Dr. Bernd Lepenies, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam Die Glykobiotechnologie ist in der Anwendung angekommen. So sahen es viele der 300 Besucher des 5. Glycan-Forums in Berlin (10.-12.03.11). Nicht nur die große, internationale Resonanz belegt das wachsende Interesse an der Glykobiotechnologie, sondern auch die große Industriebeteiligung. Mehr als ein Drittel der Vorträge stammten von Unternehmen.

Dabei standen Anwendungen der Glykobiotechnologie in der pharmazeutischen Forschung und Impfstoffentwicklung im Mittelpunkt. In Berlin vertreten waren sowohl Weltkonzerne der Life Sciences-Branche als auch junge Biotech-Firmen aus Schweden, Frankreich, Australien oder Deutschland. An den mehr als 70 wissenschaftlichen Postern kam es zu einem intensiven Kontaktaustausch zwischen akademischer Forschung und Industrie über Fachgrenzen hinweg.

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Abb. 1: Beispiele für Anwendungen von Kohlenhydraten in Forschung und Klinik Am deutlichsten treten die Fortschritte in der Glykobiotechnologie bei der Entwicklung Kohlenhydrat-basierter Impfstoffe zutage.

Nahezu alle Krankheitserreger tragen auf ihrer Zelloberfläche einzigartige Zuckerstrukturen, die gewissermaßen als Fingerabdruck fungieren und die Produktion spezifischer Antikörper anregen können. Die Aktivierung von T-Zellen und vor allem die Ausbildung eines immunologischen Gedächtnisses sind aber nur in Gegenwart von Proteinen möglich.

Eine Lösung dieses Problems ist die Herstellung sogenannter Konjugatimpfstoffe aus dem für den Krankheitserreger spezifischen Zucker und einem immunogenen Trägerpro-

tein. Die Industrievorträge auf dem GlycanForum dokumentierten anschaulich, wie intensiv auf diesem Gebiet geforscht wird: Präsentiert wurden unter anderem Programme zur Entwicklung von Impfstoffen gegen Staphylococcus aureus, Clostridium difficile, Shigella oder den Malaria-Erreger Plasmodium falciparum – als Zukunftsmarkt gelten in der Branche auch die zunehmend antibiotikaresistenten Krankenhauserreger. Insbesondere bei bakteriellen Infektionskrankheiten haben Kohlenhydrat-basierte BlockbusterImpfstoffe bereits den Durchbruch geschafft – Menactra® (gegen Meningokokken) oder Prevnar® (gegen Streptokokken) sind neben LABORWELT

03.06.2011 12:31:52 Uhr

Tab. 1: Zugelassene Konjugatimpfstoffe (USA, EU oder WHO) aus Erreger-spezifischen Kohlenhydraten und Trägerproteinen (TT = Tetanus-Toxoid; DT = Diphterie-Toxoid; OMPC = MenB Outer Membrane Protein C; CRM = nicht-toxische Mutante des Diphterie-Toxins) Krankheitserreger

Konjugatimpfstoff

Hersteller

Haemophilus influenzae Typ b

PRP-TT Sanofi Pasteur; GSK PRP-OMPC Merck PRP-CRM Pfizer; Novartis

Neisseria meningitidis Typ C

MenC-CRM MenC-TT

Pfizer; Novartis Baxter

Neisseria meningitidis Typ A

MenA-TT

Serum-Institut Indien

MenC/Hib-TT

GSK

MenACWY-DT MenACWY-CRM

Sanofi Pasteur Novartis

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Haemophilus influenzae Typ b / Neisseria meningitidis Typ C Neisseria meningitidis A,C,W135,Y Streptococcus pneumoniae 4,6B,9V,14,18C,19F,23F Streptococcus pneumoniae 1,4,5,6B,7F,9V,14,18C,19F,23F Streptococcus pneumoniae 1,3,4,5,6A,6B,7F,9V,14,18C,19A,19F,23F

weiteren Glykokonjugat-Vakzinen seit Jahren auf dem Markt und haben sich als wirksam erwiesen. Neben Bakterien weisen auch Parasiten wie der Malariaerreger P. falciparum einzigartige Oligosaccharid-Strukturen auf der Oberfläche auf, gegen die Kohlenhydratbasierte Impfstrategien bereits erfolgreich im Tiermodell angewendet wurden.

Häufig ist es jedoch schwierig oder unmöglich, Oligosaccharide in größeren Mengen und hoher Reinheit zu erhalten, da sich die Erreger teils nur schwer kultivieren lassen oder die Aufreinigung der betreffenden Zucker langwierig ist. Eine Alternative, um Oligosaccharide in kurzer Zeit und hoher Reinheit bereitzustellen, stellt die automatisierte Festphasensynthese dar, wie Tagungspräsident Prof. Dr. Peter Seeberger (MPI-KG, Potsdam und FU Berlin) in seinem Vortrag erläuterte.

Mit Hilfe dieser Methode gelang es, komplexe Oligosaccharide verschiedener bakterieller und parasitärer Erreger herzustellen, die anschließend mit Trägerproteinen konjugiert und auf ihre Eignung als Impfstoffkandidaten getestet wurden. Bereits zuvor hatte Prof. Dr. Horst Kunz (Johannes-Gutenberg-Universität Mainz) in der Eröffnungsrede hervorgehoben, dass auch Kohlenhydrat-Tumorantigene geeignete Impfstoffkandidaten sein können.

Den Schwerpunkt seines Vortrags bildeten synthetische Strategien zur Herstellung glykosylier ter MUC1-Peptide als KrebsImpfstoffe.

Zuckerbasierte Pharmazeutika Neben den Kohlenhydrat-basierten Impfstoffen spielen Zucker und Zuckermimetika als Arzneimittel eine wichtige Rolle. Als Neuentwicklungen auf diesem Gebiet wurden auf dem Glycan-Forum beispielsweise Heparinmimetika vorgestellt, die sich bei der Therapie asthmatischer Erkrankungen in Tiermodellen LABORWELT

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und in der Klinik bereits bewährt haben (Prof.

Dr. Deirdre Coombe, Glycan Biosciences Inc.).

Großes Marktpotential haben Oligosaccharide außerdem als Nahrungsbestandteile und -ergänzungsmittel („functional food“). Auf dem Glycan-Forum wurde deutlich, dass vor allem die in der Muttermilch enthaltenen Zucker industriell von Interesse sind, da diese eine einzigartige Zusammensetzung aufweisen und bei der Ausbildung des Immunsystems von Neugeborenen von essentieller Bedeutung sind. Erkenntnisse zur Zusammensetzung dieser Milch-Oligosaccharide und ihrer Funktion im Organismus sind die Voraussetzung dafür, verbesserte Rezepturen für Babymilchpulver zu entwickeln, wie Prof.

Dr. Lars Bode (University of California, San Diego) erklärte.

Darüber hinaus ist auch die posttranslationale Modifikation von Proteinen durch Zucker (Glykosylierung) relevant, beispielsweise für die Wirksamkeit therapeutischer Proteine oder Peptide. Hier beeinflusst die Proteinglykosylierung wichtige Eigenschaften wie Stabilität oder Bioverfügbarkeit. Aus diesem Grund wurden Zelllinien generiert, die gezielt bestimmte Glykosylierungsmuster in Biotherapeutika einfügen können. Dr. Steffen Goletz (Glycotope GmbH) berichtete über den Einsatz solcher Zelllinien bei der Herstellung von monoklonalen Antikörpern zur Krebstherapie.

Dabei wiesen „glykooptimierte“ Antikörper verbesserte immunologische Eigenschaften, eine verstärkte Anti-Tumor-Wirkung und eine längere Plasma-Halbwertszeit auf.

Auch aus der akademischen Forschung gibt es in Bezug auf die Herstellung von Proteinen mit definierter Glykosylierung wichtige Fortschritte: So erläuterte Prof. Dr. Yasuhiro Kajihara (Osaka University) den derzeitigen Stand der Forschung zur chemischen Synthese von Glykoproteinen und Glykopeptiden.

Dabei zeigte er Ergebnisse seines Labors zur Synthese bioaktiver Glykoproteine wie

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Wissenschaft Kongressbericht

dem Monozyten-chemotaktischen Protein-3 oder Erythropoietin. Für die Synthese komplexer Oligosaccharide zur Herstellung von Glykopeptiden und -proteinen können auch Enzyme wie Glykosyltransferasen oder Glykosidasen funktionell modifiziert werden.

Neue Ansätze gibt es dabei vor allem bei der gerichteten Evolution von Glykosidasen.

Wie Prof. Dr. Stephen Withers (University of British Columbia) anschaulich zeigte, konnte die katalytische Aktivität verschiedener Glykosidasen gezielt so verändert werden, dass diese Enzyme nun als Glykosynthasen oder auch Thioglykoligasen eingesetzt werden konnten. Zum Screening auf MutantenEnzyme mit gewünschten Eigenschaften wurden automatisierte ELISA-Techniken, FACS-Zellsortierung oder das Phagen-Display angewandt.

In den weiteren Vorträgen aus der akademischen Forschung standen neue Ansätze zur Kohlenhydrat-Analytik, zur Untersuchung von Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen und zur Bedeutung von Kohlenhydraten in Infektion und Immunität im Vordergrund.

Entwicklungen auf dem Gebiet der GlykanArray-Technologie stellten Prof. Dr. Ola Blixt (Universität Kopenhagen) und Dr. Niels Reichardt (CICbiomaGUNE, San Sebastian) vor. Blixt präsentierte einen Glykan-Array zur Detektion aberranter O-Glykosylierung von Proteinen, die beispielsweise im Verlauf von Krebserkrankungen auftritt. Reichardt stellte einen Array vor, bei der chemoenzymatisch, unter Verwendung von Glykosyltransferasen, Oligosaccharidstrukturen auf Array-Chips aufgebracht wurden.

Vorträge von Prof. Dr. Manfred Wuhrer (Universität Leiden), Dr. Daniel Kolarich (MPI-KG, Potsdam) sowie Prof. Dr. Robert Woods (Complex Carbohydrate Research Center, Atlanta) rundeten die Glycomics-Session ab, wobei

Forschen gefährdet die

Unwissenheit … und unsere Polymerasen sichern Ihre Experimente

hier Verbesserungen in der KohlenhydratAnalytik, zum Beispiel mittels Massenspektrometrie, die Auswertung experimenteller Glykan-Array-Daten sowie neue Verfahren der computergestützten Modellierung von Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen im Mittelpunkt standen.

Glyko-Nanomedizin Am letzten Tag des Glycan-Forums bildeten Vorträge zum Thema „Glyko-Nanomedizin und Glykobiologie“ den Schwerpunkt. So hob Dr. Véronique Blanchard (Charité Berlin) hervor, dass die im Verlauf von Krebserkrankungen veränderte Glykosylierung diagnostisch genutzt werden kann. Bei der Analyse des N-Glykoms von gesunden Probanden und Patienten mit Ovarialkarzinom wurden Unterschiede festgestellt, die als Biomarker relevant sein könnten. Ein weiterer Fokus lag auf neuen Forschungsergebnissen zur Struktur und Funktion von Glykanstrukturen auf der Oberfläche von Parasiten wie Leishmania oder Schistosoma (Vorträge von Prof.

Dr. Françoise Routier, Medizinische Hochschule Hannover, und Prof. Dr. Rudolf Geyer, Universität Gießen). Diese Glykanstrukturen können über die Bindung an Kohlenhydrat-bindende Rezeptoren (Lektine) sowohl bei der Invasion von Wirtszellen als auch bei der Modulation der Immunantwort des Wirts mitwirken. Aus diesem Grund sind allerdings Lektine wie die C-Typ-Lektinrezeptoren oder die Siglecs auch geeignete Angriffspunkte, um die PathogenWirt-Interaktion zu blockieren oder gezielt die Immunantwort des Wirts zu beeinflussen, wie in Vorträgen von Prof. Dr. Beat Ernst (Universität Basel) und Dr. Bernd Lepenies (MPI-KG, Potsdam) zum Ausdruck kam.

Positives Fazit Insgesamt bildete das 5. Glycan-Forum ein breites Themenspektrum ab – vom Glykodesign über die Glykananalytik bis hin zu Anwendungen in Diagnostik und Therapie. Eine gute Plattform bot die Veranstaltung auch jungen Forschern. Eine große Zahl an Nachwuchswissenschaftlern hatte die Möglichkeit, ihre Arbeiten in Vorträgen einem größeren Auditorium zu präsentieren. Hervorzuheben ist auch die starke Beteiligung des Netzwerks Glykobiotechnologie in Berlin-Brandenburg (Charité, MPI-KG, FU Berlin, Beuth-Hochschule Berlin, Max-Delbrück-Centrum Berlin, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Universität Potsdam, Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik, ProBioGen GmbH, Peptides & Elefants GmbH, Scienion AG, Glycotope GmbH). Dass Forschung spannend präsentiert werden kann, wurde in „Speed Lectures“ dokumentiert, bei denen nur drei Minuten zur Verfügung standen, um das eigene Forschungsthema vorzustellen.

Nach zuvor dreijähriger Pause ist das 6.

Glycan-Forum nun bereits für März 2012 im Henry-Ford-Bau der Freien Universität Berlin geplant – dann wieder mit einer großen Anzahl an Teilnehmern aus der akademischen Forschung und Industrie.

Korrespondenzadresse Dr. Bernd Lepenies MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung Abt. Biomolekulare Systeme c/o Institut für Chemie und Biochemie Arnimallee 22, 14195 Berlin Bernd.Lepenies@mpikg.mpg.de

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01.06.201120.03.11 11:51:4918:17 Uhr

Optisches System zur transkutanen Bestimmung der Nierenfunktion Prof. Dr. Norbert Gretz, Johannes Pill, Dr. Jürgen Hesser, Dr. Daniel Schock-Kusch, Zentrum für Medizinische Forschung, Medizinische Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg Weltweit nimmt die Inzidenz der terminalen Niereninsuffizienz rasant zu. Die vorausgehende chronische Niereninsuffizienz verläuft lange symptomlos und bleibt daher häufig bis in späte Stadien unerkannt. Derzeit gibt es keine Methode die die gewüschte Genauigkeit und einfache Anwendbarkeit aufweist um ein chronisches Nierenleiden früh diagnostizieren und behandeln zu können. Hier wird eine sich im experimentellen Stadium befindende Methode, basierend auf dem fluoreszenzmarkierten Nierenfunktionsmarker FITC-Sinistrin und einem miniaturisierten Fluoreszenzmessgeräts vorgestellt, die das Potential hat hier Abhilfe zu schaffen.

Weltweit nimmt die Inzidenz der terminalen Niereninsuffizienz rasant zu. Die der terminalen Phase vorausgegangene chronische Niereninsuffizienz verläuft lange symptomlos und bleibt deshalb häufig bis in späte Stadien unerkannt. In den meisten Fällen ist sie die Folge von Diabetes mellitus oder Bluthochdruck1. Diabetiker und Hypertoniker bilden demnach die größte Risikogruppe. Die Erkrankungsraten von Diabetes und Bluthochdruck sind enorm, so leiden in den USA schätzungsweise 13% der Bevölkerung an Diabetes mellitus2. In Deutschland ist bei rund 7 Millionen Menschen ein Diabetes mellitus diagnostiziert. Weiterhin wird von einer Dunkelziffer von etwa drei bis vier Millionen nicht diagnostizierter Diabetiker in Deutschland ausgegangen3. Zirka 23% der über 35-Jährigen in Nordamerika und ungefähr 44% der über

35-Jährigen in Europa haben Bluthochdruck 4 .

Die Diagnose einer chronischen Niereninsuffizienz ist häufig eher ein Zufallsbefund als das Ergebnis einer systematischen und engmaschigen Überwachung dieser Risikogruppen5 , wie sie von den nephrologischen Vereinigungen gefordert wird.

Die Folge aus dem Verzicht auf eine Überwachung der Nierenfunktion ist eine erhöhte Mortalität sowie eine vorzeitige und hohe Zahl vermeidbarer Nierenersatztherapien (Dialyse und Nierentransplantation). Letztere zählen zu den teuersten Maßnahmen im Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenkassen. Derzeit werden in Deutschland rund 70.000 Personen dialysiert, die jedoch ca. 2% der gesamten Ausgaben des Gesundheitssystems verursachen5 . In den USA werden sogar 5,8% der gesamten Kosten des Gesund-

heitssystems durch Dialysebehandlungen verursacht 1.

Durch die Möglichkeit einer sensitiveren und vor allem früheren Diagnose chronischer Nierenleiden würde sich für Ärzte die Möglichkeit einer früheren und gezielteren Behandlung ihrer Patienten ergeben. Krankenkassen und die Volkswirtschaft könnten signifikante Kosteneinsparungen realisieren6.

Patienten könnte in vielen Fällen eine Dialysebehandlung erspart oder der Beginn der Behandlung hinausgezögert sowie das Risiko kardiovaskulärer Komplikationen vermindert werden.

Nicht-invasive Diagnostik Derzeit gibt es keine Methode, die eine einfach durchzuführende, präzise Bestimmung der Nierenfunktion erlaubt. Bei der Nierenfunktionsbestimmung unterscheidet man zwischen einem qualitativem Nachweis von Nierenschädigungen – zum Beispiel zelluläre Blutbestandteile oder Protein im Urin – einer quantitativen Erfassung durch die Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate (GFR).. Letztere Bestimmung ist nur durch Verwendung exogener Marker befriedigend möglich. Endogene Marker, wie Plasmakreatinin oder Cystatin C, geben die GFR nicht mit der klinisch erforderlichen Genauigkeit wieder. Die zur Verfügung stehenden Verfahren zur Bestimmung der GFR mittels exogener Marker sind zu zeitaufwändig sowie kostenintensiv und daher für die klinische Routine nicht geeignet. Dies führte dazu, dass – trotz ihrer mangelnden Sensitivität und Präzision – bevorzugt Methoden eingesetzt werden, die auf endogenen Markern basieren. In den USA werden aktuell jährlich etwa 281 Millionen Plasmakreatinin-Bestimmungen durchgeführt.

Bei rund 70% dieser Bestimmungen wird die

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04.02.11 12:25 01.06.2011 12:01:47 Uhr

Blitzlicht Toxizitätsscreening

GFR anhand dieser Daten abgeleitet (eGFR)6.

Dabei ist zu beachten, dass über die Kreatininwert-Bestimmung eine Veränderung oder Störung der Nierenfunktion erst diagnostiziert werden kann, wenn bereits mehr als rund 50% der Nierenfunktion verloren ist.

Ziel unseres multidisziplinären Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen Methode zur einfachen und präzisen Bestimmung der GFR).

Hierfür wird ein System entwickelt, das aus einem in-vivo-Diagnostikum zur Bestimmung der GFR und einem optischen, fluoreszenzbasierten Sensor besteht, der auf die Haut aufgeklebt wird. Dieses System soll die nicht-invasive Bestimmung der GFR ohne Blutabnahmen oder Urinproben und labortechnische Untersuchungen ermöglichen.

Methodik Bei dem für die Messungen eingesetzten exogenen GFR-Marker handelt es sich um mit Fluorescein-Isothiocyanat markiertes Sinistrin (FITC-S). Sinistrin ist ein kommerziell erhältlicher Nierenfunktionsmarker und gehört zur Gruppe der Fruktane. Fruktane sind pflanzliche oder bakterielle Speicherkohlenhydrate, bestehend aus Fruktosemolekülen, die mit b -2-1-glykosidischen Bindungen miteinander verknüpft sind. Diese b-2-1-glykosidischen Bindungen können vom Menschen und von Säugetieren nicht metabolisiert werden. Zudem werden Fruktane ausschließlich glomerulär filtriert und eignen sich daher besonders für die GFR-Messung.

Das ebenfalls zur Gruppe der Fruk tane zählende Inulin war der erste beschriebene exogene Nierenfunktionsmarker und gilt bis heute als Gold-Standard.

Sinistrin hat im Vergleich zu Inulin eine verzweigte Molekülkette und ist dadurch bei

Raumtemperatur gut wasserlöslich. Bei FITC handelt es sich um ein Derivat des klinisch in der Angiographie eingesetzten Fluoreszenzfarbstoffes Fluorescein.

In zurückliegenden Studien konnte gezeigt werden, dass die Markierung von Sinistrin mit FITC die Ausscheidungskinetik des Sinistrins nicht beeinträchtigt. Zudem zeigte die Substanz in orientierenden Toxizitätsuntersuchungen in Ratten keine unerwünschten Nebenwirkungen8-10.

Mit Hilfe eines Kleintierfluoreszenzmessgerätes wurde in Rattenmodellen mit gesunder und eingeschränkter Nierenfunktion gezeigt, dass die Ausscheidungskinetik des FITCSinistrins, aus der die GFR abgeleitet wird, transkutan ohne Blut oder Urinabnahmen bestimmt werden kann. Die so ermittelten GFR-Werte sind mit einer zeitgleich durchgeführten etablierten Plasma-ClearanceMethode vergleichbar 11.

Weiterführend wurde nun ein miniaturisiertes Messgerät entwickelt, das es erlaubt, die Messungen an sich frei bewegenden Ratten durchzuführen. Das Sensorsystem wird mit Hilfe eines Pflasters auf eine enthaarte Rückenpartie der Tiere aufgebracht. Mittels dieses mit Leucht- und Photodioden besetzten Gerätes zur Anregung und Detektion des Emissionssignals des Nierenfunktionsmarkers wird die Ausscheidungskinetik der Markersubstanz transkutan ermittelt und daraus die GFR errechnet. Die von dem Messpflaster erhobenen Daten werden drahtlos auf einen Computer mit einer eigens erstellten Analysesoftware übertragen und ausgewertet 12.

Abbildung 1 zeigt das Messgerät.

In einer „proof-of-concept“-Studie wurde die Nierenfunktion an sich frei bewegenden Ratten bestimmt. Hierfür wurde jeweils nach der Markerinjektion die GFR mit dem neuen Messgerät ermittelt. Parallel wurden

den Tieren über einen Zeitraum von zwei Stunden Blutproben entnommen und die GFR klassisch mittels einer enzymatischen Konzentrationsbestimmung ermittelt. Es wurden Tiere mit gesunden Nieren und mit genetisch und aufgrund operativer Eingriffe verringerter Nierenfunktion untersucht.

Abbildung 2 zeigt den Vergleich der Ergebnisse der enzymatischen und transkutanen Messmethode.

Ergebnisse und Diskussion Die Untersuchungen zeigen, dass eine Messung der GFR an sich frei bewegenden Tieren ohne Blutentnahmen oder Urinsammeln in einer mit dem Gold-Standard vergleichbaren Qualität durchgeführt werden kann.

Dies ist als großer Vorteil gegenüber bisher veröffentlichten Methoden zur Fluoreszenzbasierten, transkutanen Bestimmung der GFR zu sehen, da die Tiere für diese bisher narkotisiert werden mussten. Es ist mehrfach beschrieben, dass Narkosen die Nierenfunktion beeinflussen können11, 13-17. Weiterhin ist es mit der hier vorgestellten Methode möglich, eine Vielzahl von Messwerten zu generieren (hier 7.200/2h), die eine wesentlich stabilere Halbwertszeitberechnung und damit GFRBestimmung ermöglichen als die selten auf mehr als fünf Messpunkten basierenden Methoden, die Plasmaproben nutzen.

Weitere Untersuchungen, die möglicherweise die transkutane Nierenfunktionsbestimmung beeinflussen können, stehen noch an. Hier wäre an die Hautbeschaffenheit, zum Beispiel die Pigmentierung und Änderungen der Hautperfusion, zu denken, um nur zwei Punkte zu nennen,.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das hier etablierte System in der Lage ist die GFR an Tieren ohne störende Narkoseeinflüss, sowie ohne Blutabnahmen und/oder Urinsammelperioden zu bestimmen. Dies macht die Untersuchungen wesentlich weniger belastend. Zudem können repetitive Messungen an ein und demselben Tier durchgeführt werden, was zu einer Verringerung der für experimentelle Untersuchungen notwendigen Tiergruppen führt.

Das neue System hat aufgrund der positiven präklinischen Datenlage das Potential nach entsprechenden Zulassungsschritten auch beim Menschen eingesetzt zu werden. Hierfür ist angestrebt, das Messdevice als Einmalartikel aufzubauen und zusammen mit dem Nierenfunktionsmarker als Kit zu vertreiben

Literatur Abb. 1: Messgerät zur transkutanen Bestimmung der Nierenfunktion. Die Kantenlängen des mit Photo- und Leuchtdioden besetzten Teils beträgt 10x17 mm, der Teil mit RF Sender und Energieversorgung 15x30 mm. Die Größe des Devices erlaubt Messungen an wachen, sich frei bewegenden Tieren.

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U.S. Renal Data System, USRDS 2009 Annual Data Report:.

Atlas of Chronic Kidney Disease and End-Stage Renal Disease in the United States, National Institutes of Health, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, Bethesda, MD.

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01.06.2011 12:05:35 Uhr

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Die Vorzüge eines MiniVap™ Abb. 2: Glomeruläre Filtrationsrate (GFR) von sich frei bewegenden Ratten, bestimmt transkutan mit dem neuartigen Messgerät und zeitgleich enzymatisch in Plasmaproben. Die geringe Differenz von Identitätslinie (durchgezogene Linie) und Regressionsgerade (gestrichelte Linie, r2=0,87) zeigt die gute Vergleichbarkeit der transkutanen GFR-Bestimmung mit dem Gold-Standard.

[2] [3] [4] [5] [6] [7]

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Deutsche Diabetes-Stiftung (DDS). Jahresbericht 2008.

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Hildegard Kaulen , FAZ, 12.7.2010, „Was, wenn die Nieren allmählich versagen?“ Trivedi H. Cost implications of caring for chronic kidney disease: are interventions cost-effective? Advances in chronic kidney disease 2010; 17: 265-270.

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Pill J, Issaeva O, Woderer S, et al. Pharmacological profile and toxicity of fluorescein-labelled sinistrin, a novel marker for GFR measurements. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2006; 373: 204-211.

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Wang E, Sandoval RM, Campos SB, et al. Rapid diagnosis and quantification of acute kidney injury using fluorescent ratio-metric determination of glomerular filtration rate in the rat. Am J Physiol Renal Physiol 2010.

Selbstverständlich würden Sie keinen Haartrockner verwenden, um chromatographische Proben in einer einzelnen Mikrotestplatte zu verdampfen. Sie haben wahrscheinlich aber auch keine Lust Schlange zu stehen, um einen großen Evaporator in Ihrer Abteilung für denselben Zweck zu benutzen. In diesem Fall brauchen Sie einen Porvair MiniVap. Das Gerät ist klein, schnell, flexibel und beeinträchtigt Ihre Proben nicht. Weitere Information finden Sie unter www.microplates.com/downloads.php

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01.06.2011 12:05:42 Uhr

Branche Labormarkt im Umbruch

Eppendorf: Auf dem familiären Gegenweg Dr. Patrick Dieckhoff, BIOCOM AG

Umsatz: Gewinn (EBIT): Umsatzrendite:

484 Mio. Euro 86 Mio. Euro 19,4%

Börsenwert: Mitarbeiter: CEO:

– 2.575 Dirk Ehlers

Umsätze nach Regionen:

Milliardenschwere Übernahmen sind gang und gäbe im Labormarkt. Grund genug, in dieser LABORWELT-Serie einen Blick auf die wichtigsten Player, ihre Strategien und Deals zu werfen.

Klar ist: Elefantenhochzeiten bleiben an der Tagesordnung. Die Preise bleiben hoch, genauso wie die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Labormarkt in zehn Jahren völlig anders darstellen wird als heute. Die Eppendorf AG hat sich bis heute nur sehr zögerlich an der Konsolidierung beteiligt. Als Konzern in Familienhand fehlt dem Unternehmen die Akquisitionswährung. In Hamburg setzt man auf langfristiges Denken und behutsame Erweiterung des Geschäftes.

Nach 23 Jahren bekommt die Firma jetzt einen neuen Chef.

Unter den Laborzulieferern ist die Hamburger Eppendorf AG ein Sonderling. Denn bei den meisten US-Konkurrenten reagiert das Shareholder Value-Prinzip. Wachstum um jeden Preis.

Einen Vorstandsvorsitzenden wie Klaus Fink 23 Jahre bis zu seiner Rente zu beschäftigen, das wäre für die börsennotierten US-Riesen undenkbar. Als Fink 1988 seinen Dienst bei der Hamburger Eppendorf AG antrat, verharrte die molekularbiologische Forschung aus heutiger Sicht in der Steinzeit. Die PCR war zwar erfunden, steckte aber noch in den Kinderschuhen.

Gute Doktorarbeiten bestanden darin, ein Gen kloniert zu haben. Das berühmte „Eppi“, neben der Pipette Vorzeigeprodukt von Eppendorf, wurde jedoch schon 25 Jahre alt. Von 1988 an hieß das Unternehmen Eppendorf Netheler Hinz GmbH. Aus Markensicht ein absolutes No-go, aber ein Verweis auf die Historie des Unternehmens. Erst als rund um die Jahrtausendwende die überschäumende Börse auch die Hamburger lockte, wurde der Name entstaubt und aus der GmbH die heute noch bestehende Eppendorf AG. Vollzogen haben die Hamburger den Schritt an die Börse nie.

Eppendorf in Zahlen:

Offenbar wollten sich die Familien der beiden Gründer Heinrich Netheler und Hans Hinz nicht von ihren Anteilen trennen. Und so befindet sich das 1945 gegründete Unternehmen auch heute noch im Besitz zweier Familien.

Wachwechsel mit Vorankündigung Auch der aktuelle Wachwechsel wurde behutsam vollzogen und vorbereitet. Zwar besetzt mit Dirk Ehlers ein betriebsfremder Manager seit Mai 2011 den Chefsessel. Allerdings war er bereits mehr als sechs Monate der wohl hochrangigste Praktikant des Unternehmens im Range eines „Vorstands Corporate Development“.

Mit Ehlers übernimmt ein Branchenexperte das Ruder, der die Biotechnologie aus seiner Zeit bei der Hamburger Evotec AG und Roche Diagnostics gut kennt. Vorgänger Fink wechselt in den Aufsichtsrat.

Wachstumsprobleme kannten die Hamburger unter seiner Ägide nicht. Mit Pipetten, Dispensern, Zentrifugen, Verbrauchsartikeln wie Reaktionsgefäßen und Pipettenspitzen

– Europa (36,9%) – Nord- und Südamerika (41,7%) – Asien-Pazifik (21,4%)

sowie automatisierten Geräten für Liquid Handling, Ultra-Tiefkühlgeräten, Fermentern, CO2-Inkubatoren PCR-Geräten wurden im vergangenen Jahr 484 Mio. Euro erwirtschaftet.

Das ist ein Anstieg um 11,7% gegenüber dem Vorjahr. Der Gewinn stieg sogar um 17,8% auf 86 Mio. Euro.

In der Wachstumsklemme Eppendorf ist allerdings zum Wachsen verdammt. Zwar steigt der Umsatz des Unternehmens schneller als der Gesamtmarkt. Doch finanzstarke Konkurrenten wie Thermo Fisher oder Life Technologies sind durch Fusionen zu übermächtigen Riesen geworden, die das Zehnfache des Eppendorf-Umsatzes erwirtschaften. Sie positionieren sich als Lösungsanbieter mit einem Angebot aus KomplettSystemen, welche vor allem Großkunden aus Lebensmittel- und Pharmaindustrie überzeugen dürften. „Der Konsolidierungsprozess ist in unserer Branche dramatisch“, gibt Fink zu.

Unter seiner Führung hat sich Eppendorf nur zurückhaltend an Übernahmen herangewagt.

Für den Fermenter-Hersteller New Brunswick Scientific bezahlten die Hamburger 110 Mio. US-$ in bar. Das ist möglich, weil in den vergangenen Jahren nur ein Bruchteil der Gewinne an die Gründerfamilien ausgeschüttet wurde.

Der Rest wurde stets in das Unternehmen investiert. Und trotzdem fehlen der nicht börsennotierten Eppendorf AG eigene Aktien als bilanzschonende Akquisitionswährung. Auch einen Vorstoß in neue Geschäftsbereiche – wie ihn etwa Qiagen in der Molekulardiagnostik vorgenommen hat – gab es bei Eppendorf bisher in dieser Form nicht.

Tradition gegen Shareholder Value

Pipetten sind eines der bekanntesten Produkte von Eppendorf.

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„Gute Mitarbeiter, gutes Management“, das war für den ehemaligen Chef Fink lange Jahre die Formel zum Erfolg. Der neue Chef Dirk Ehlers stellte verstärkte Aktivitäten im Bereich der Zellkultivierung und fermentation in Aussicht.

Es wird spannend, zu beobachten, ob sich Eppendorf als familiengeschützter Einzelkämpfer gegen die Shareholder-Value getriebene Übermacht im Labormarkt halten können wird.

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31.05.2011 18:09:57 Uhr

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1. Homogenisierung/Lyse der Probe I 2. Bindung der genomischen DNA an eine Spin Filter-Säule I 3. waschen und finale Elution mittels Niedrigsalzpuffer

genomische DNA

z. B. PCR, Real-Time PCR, Genotypisierung (SNP, STR), Blotting

5 manuelle Schritte

I hohe Flexibilität I verkürzte Lyse durch neuartigen Lysepuffer I zertifiziert für In-VitroDiagnostik (CE-IVD)

10 Reaktionen 29 Euro I 50 Reaktionen 116 Euro I 250 Reaktionen I 464 Euro

Nukleinsäure-Typ

DownstreamAnwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

Preis (Euro)

10 Reaktionen 49,00 Euro I 50 Reaktionen 194 Euro I 250 Reaktionen) 775 Euro

I parallele Extraktion von DNA und RNA aus einer Ausgangsprobe I ohne toxisches b-Mercaptoethanol I verkürzte Lyse durch neuartiges Puffersystem

6 manuelle Schritte

z. B. PCR, Real-Time PCR, Genotypisierung (SNP, STR), Blotting

genomische DNA und total RNA aus einer Probe

1. Homogenisierung/Lyse der Probe I 2. Bindung der genomischen DNA an eine Spin Filter-Säule I 3. Binden der total RNA an eine zweite Spin Filter-Säule I 4. Waschen und finale Elution mittels Niedrigsalzpuffer

10 Reaktionen 16 Euro I 50 Reaktionen 65Euro I 250 Reaktionen 260 Euro

I inklusive „Mini-EluteProtokoll“ für die Aufkonzentrierung in 10 µl I Prozessierung von bis zu 30 kbp I Bindekapazität der Säule: > 20 µg

PCR-Aufreinigung: 4 manuelle Schritte I Gel-Extraktion: 2 manuelle Schritte

z. B. Sequenzierung

PCR-Fragmente von > 60 bp bis 30 kbp

PCR-Aufreinigung: Binden, Waschen, Eluieren I GelExtraktion: Binden, Eluieren

I PCR-Reaktionsgemische bis zu 50 µl I TAE-Agarosegele bis zu 300 mg I TBEAgarosegele bis zu 300 mg I Rückgewinnungsrate 60%-95%

10 Reaktionen 26 Euro I 50 Reaktionen 105 Euro I 250 Reaktionen I 421 Euro

I Direkte Verwendung von bis zu 300 µl Vollblut I Zertifiziert für In-VitroDiagnostik (CE-IVD) I hohe Ausbeute und Qualität

5 manuelle Schritte

z. B. PCR, Real-Time PCR, Genotypisierung (SNP, STR), Blotting

genomische DNA

1. Lyse der Probe I 2.

Bindung der genomischen DNA an eine Spin FilterSäule I 3. Waschen und finale Elution mittels Niedrigsalzpuffer

Optimierte Software-Protokolle für Beckman Coulter Biomek verfügbar.

Vollständig automatisierbar

PCR, Sequenzierung, NextGen-Sequenzierung, Microarrays, Transfektion etc.

je nach Kit und Anwendung unterschiedlich, generell: alle Nukleinsäuren (DNA/RNA) größer 40bp

ethanolische Fällung nach dem Solid-Phase-Reversable-Interaction (SPRI)-Prinzip an die magnetischen Partikel; extrem gute Reinheit, nahezu verlustfreie Aufreinigung, kein Eintrag störender Substanzen (z. B. chaotrope Salze)

Enzymreaktionen (PCR, Sequenzierung), Zellen, I Vollblutproben bis zu Gewebe, Blut I Volumen skalierbar, Blut bis 400µl I 300 µl I Frisches oder gefrorenes Blut I Stabilisa- Ausbeute abhängig vom Ausgangsmaterial toren: EDTA oder Citrat I Bis zu 12 µg DNA

Extraktions- und Aufreinigungskits für Nukleinsäuren, basierend auf magnetischen SPRI-Beads. Besonders gut geeignet für automatische Probenbearbeitung.

Probenvorbereitung/Trennprinzip

65 µg DNA

I eukaryotische Zellen (max.

5x106) I Gewebeproben (max. 20 mg) I Gram+ und gram-Bakterien (max. 1x109) I Extraktion von bis zu 40 µg DNA und bis zu 60 µg RNA

I schnelle und unkomplizierte Extraktion von DNA aus Vollblutproben I inklusive Elution Tubes für die direkte Lagerung

I Gewebeproben bis zu 50 mg I Nagerschwanzstücken 0,5 – 1cm I Paraffinproben (Gewebe) I eukaryotische Zellen (max.

5x106) I Mundschleimhautabstriche I Extraktion von bis zu

I Kit für die schnelle Extraktion von PCR-Produkten I für Agarosegele und PCR-Reaktionen I inklusive schneller 2-Schritt-Prozedur

Probenmaterialien

I effiziente Extraktion beider Nukleinsäuren mit hoher Qualität I flexibel einsetzbar für verschiedene Ausgangsmaterialien I inklusive Elution Tubes für die direkte Lagerung der DNA und RNA

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Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

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Produktname innuPREP DNA/RNA Mini Kit

Beckman Coulter GmbH Europark Fichtenhain B13 47807 Krefeld Tel: +49-(0)2151-333-5 www.beckmancoulter.de Dr. Stefan Overkamp info@beckmancoulter.de

Tab_Firmenanschrift Analytik Jena AG Life Science Konrad-Zuse-Straße 1 07745 Jena Melanie Trenkmann

Tab_Kategorie Firmendaten, Ansprechpartner

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits Marktübersicht Thema

Marktübersicht: Nukleinsäure-Reinigung Ob lieber Säulchen oder Beads hängt bei der Aufreinigung oder quantitativen Extraktion von Nukleinsäuren ganz von der Applikation ab.

Während die quantitative DNA-Extraktion aus proteinhaltigen Lösungen mit Säulchen oft Vorverdünnungen erfordert, sind sie in zahlreichen Anwendungen zum Standard im Labor geworden. In der folgenden Marktübersicht geben die Anbieter einen Einblick in die aktuellen Möglichkeiten ihres Produktportfolios.

12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 35

01.06.2011 12:07:01 Uhr

36 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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Bestandteile: Säulen für Tischzentrifugen, Sammel- und Elutionstubes, alle benötigten Pufferlösungen

Verschiedenste Ausgangsmaterialien menschlichen, tierischen und pflanzlichen Ursprungs, verschiedene Probenvolumina und -mengen; Ausbeute abhängig von Art und Menge des Ausgangsmaterials

Keine spezielle Vorbereitung des Ausgangsmaterials erforderlich; Bearbeitung mit Zentrifugationssäulen auf Silicabasis

DNA, RNA, miRNA

PCR, Sequenzierung, Restriktionsverdau, Klonierung und andere gängige Verfahren

Manuelle Isolierung der Nukleinsäure; Anzahl der Schritte je nach Kit unterschiedlich

PCR-Cleanup in nur 5 min; Spezialkits für miRNA, für Wangenabstriche; Plasmidisolierung aus bis zu 15 ml Bakterienkultur; kurze Präparationsdauer

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

ab EUR 69,-/50 Präparationen

my-Budget DNA- und RNA-Aufreinigungskits

Produktname

Preis (Euro)

Bio-Budget Technologies GmbH Dießemer Bruch 150 47805 Krefeld Tel.: +49-(0)2151-6520-830 Fax: +49-(0)2151-6520-835 info@bio-budget.de www.bio-budget.de Dr. Karin Widulle

Firmendaten, Ansprechpartner

50 Reaktionen, 230 Euro

I gute Ausbeute hochreiner total RNA aller Größen mit höchster Integrität I Bindungskapazität: 50 ug I Schnelles Spin Column-Format I Benötigte Zeit für 10 Aufreinigungen: 20 Minuten I Siliconcarbid erlaubt die Zentrifugation mit hohen g Zahlen I Kein Phenol/ Chloroform nötig I RNA-Isolierung/Detektion aus nur einer Zelle möglich I 96-well Version für Hochdurchsatz verfügbar

Lysatpräparation, Bindung der RNA an die Säule, Waschen der Säule, RNA Elution

Real-time PCR, RT-PCR, Northern Blot Analysis, RNase Protection, Primer Extension, Expression Array Analysis

Komplettes Total RNA-Profil; enthält alle RNAArten und das gesamte Größenspektrum, von rRNA über mRNA bis zu microRNA/siRNA

Zellen/Gewebe werden zunächst lysiert, Ethanol wird zugegeben, und die Lösung wird auf die Spin Column geladen. Das Siliconcarbid (SiC) Resin bindet bei der gewählten Ionenkonzentration nur die RNA. Die gebundene RNA wird gewaschen und eluiert.

Probenmaterialien: Säugerzellen/-gewebe, Blut, Plasma/Serum, Bakterien, Hefe, Pilze, Pflanzen, Viren I Probenvolumen: max. 650 µl I Durchschnittl. Ausbeute: HeLa-Zellen (1x106) 15 µg RNA, E. coli (1 x 109 cells) 50 ug RNA, S. cerevisiae (1 x 107 cells) 30 ug RNA

Spin Column-basierter Kit für die schnelle Isolierung hochreiner total RNA (alle Größen inkl. microRNA) I Kitbestandteile: Wash Solution, Elution Solution, Lysis Solution, Micro Spin Columns, Collection Tubes, Elution Tubes

Norgen Total RNA Purification Kit

BioCat GmbH Im Neuenheimer Feld 584 69120 Heidelberg Tel.: +49-(0)6221-7141516 Fax: +49-(0)6221-7141529 info@biocat.com www.biocat.com Dr. Elke Gamer

1 Kit: 340 Euro

sehr einfache Handhabung in wenigen Minuten durchführbar

Prozedur besteht aus 8 manuellen Schritten

z. B. Sequenzierung zur Identifizierung von DNA-Fragmenten aus ChIPExperimenten

DNA

Zugabe von Membranbindungspuffer und anschließende Festphasenextraktion mittels Zentrifugationssäulen

unter Standard-Amplifikationsbedingungen erzeugte PCR-Produkte mit bis zu 200 µl Probenvolumen

Kit enthält DNA-Bindungssäulen (spin columns) und erforderliche Puffer zur Reinigung PCR-generierter DNAFragmente

QuickChIP DNA Purification Kit

Biomol GmbH 22769 Hamburg Waidmannstr. 35 www.biomol.de Dr. Edgar Lipsius Tel.: +49-(0)40-85 32 60-37

108 Euro/Kit (96 Reaktionen) I Rabatte mgl

Speziell für die Anforderungen der in vitro-Diagnostik optimiert. Eine interne Extraktionskontrolle für die RealLine Kits ist enthalten.

1-24 Proben können parallel manuell aufgereinigt werden. Komplette Automatisierung für bis zu 48 Proben validiert.

PCR und qPCR I validiert für RealLine Diagnostik-Kits.

DNA

Wegen hoher Ausbeute nur geringe Mengen an Probenmaterial nötig I Nukleinsäureaufreinigung mit Magnetic-BeadTechnologie. DNA wird durch Adsorption an magnetkernhaltige Silikakugeln gebunden und nach Waschschritten mit Elutionspuffer bzw. Wasser eluiert.

Aufreinigung von DNA aus eu-und prokaryotischen Zellen von verschiedenen Probenmaterialien, z. B. Gewebe, Kulturzellen, Abstriche, Blutplasma, Serum, Stuhlproben.

Kit zur Nukleinsäureaufreinigung aus einem breiten Spektrum an Proben für die molekularbiologische Infektionsdiagnostik.

Die Prozessierung ist in weniger als 30 min möglich und besticht durch die einfache Handhabung.

RealLine DNA Extraction 3

BIORON Diagnostics GmbH Rheingoenheimer Str. 36 67065 Ludwigshafen Dr. Ferdinand Holzinger Tel.: +49-(0)621-545 900 70 Fax: +49-(0)621-545 900 68 info@bioron.de www.bioron.de

Sehr schnelles Verfahren mit sehr hohem Reinheitsgrad I wie z. B. DNA aus Vollblut OD 260/280 = 1,9 I bzw. RNA aus Mausgewebe RIN von 9 bis 10 I CE IVD-zertifiziert für gDNA aus Blut I Extraktion aus 2 ml Vollblut mit dem QuickGene-610

5-7 Schritte mit QuickGene-810 oder QuickGene-610 – 1 bis 8 Proben in 10 min mittels Luftdruck I 8-12 Schritte mit QuickGene-Mini80 - 1 bis 8 Proben in 16 min mittels Luftdruck I 8-12 Schritte bei Spin Kits

Sequenzierung, Microarrays, PCR, RTPCR, MLPA und DHPLC

DNA und RNA

Polymermembran-Extraktion durch Luftdruck in Kombination mit manuellen bzw. semiautomatischen Geräten: QuickGene-Mini80, QuickGene-810, QuickGene-610. Spin Kits stehen ebenso zur Verfügung.

Vollblut, Buffy Coat, Stuhl, Speichel, Paraffin, Abstriche, alle Gewebe, Zellkultur, Forensic, Bakterien, Viren. Online stehen über 170 Protokolle zur Verfügung.

Kits mit der patentierten 80 µm Membran-Technologie von Fujifilm. Die Kits beinhalten alle benötigen Puffer und Plastikware zur Extraktion von 48 bzw.

96 Aufreinigungen.

QuickGene Systeme von Fujifilm

biostep GmbH, Meinersdorfer Straße 47A 09387 Jahnsdorf Tel.: +49-(0)3721-3905-0 info@biostep.de www.biostep.de

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits

LABORWELT

31.05.2011 18:10:52 Uhr

BUILDING VALUE THROUGH PARTNERSHIPS

BIO-EUROPE

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17TH ANNUAL INTERNATIONAL PARTNERING CONFERENCE

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OCTOBER 31–NOVEMBER 2, 2011 DUESSELDORF, GERMANY CCD CONGRESS CENTER DUESSELDORF BIO-Europe® is Europe’s largest partnering conference, serving the global biotechnology industry. The conference annually attracts international leaders from biotech, pharma and finance along with the most promising start-ups and emerging companies. It is the “must attend” event for getting business done in the biotech industry.

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17.05.11 20:03 31.05.2011 18:10:27 Uhr

38 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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nexttec™ DNA Isolation Kits

Im Gegensatz zu den herkömmlichen DNA-Aufreinigungsmethoden werden Proteine und andere inhibierende niedermolekulare Substanzen an der Sorbentoberfläche zurückgehalten.

DNA passiert die adsorbierende Schicht und ist sofort nach nur einem Aufreinigungsschritt für die Applikation verfügbar.

Zellen und Gewebe (Mausschwanz; Drosophila), Pflanzen, Bakterien, Plasmid, Blut /(60 bis 120 µl Eluat, / abhängig v. Material

Lyse/Entfernung der „Verunreinigungen“ über spezielle Sorbent-Matrix (96er Format; Zentrifugation, Vakuum)

DNA

PCR, Realtime PCR, Sequenzierung, Genotyping, STR-Analyse

„One Step Purification“– sehr einfach automatisierbar auf allen Robotersystemen

Schnell – nur 4 Minuten nach Lyse / 10 x 96 Platten in 1 Stunde nach Lyse

Produktname

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

Preis (Euro)

Biozym Scientific GmbH Steinbrinksweg 27 31840 Hessisch-Oldendorf Dr. Monika Burbach Tel.: +49-(0)5152-9020 Fax: +49-(0)5152-9902290 support@biozym.com www.biozym.com

Firmendaten, Ansprechpartner

438 Euro (zzgl. MwSt., inkl. Versand)

Große Volumina (10 g): PowerMax Soil DNA Isolation Kit I Hochdurchsatz: PowerSoil-htp 96 Well Soil DNA Isolation Kit I Extreme Lyse: PowerLyzer PowerSoil DNA Isolation Kit

Bead-Beating, Zelllyse, InhibitorEntfernung, DNA-Bindung, Waschen, Elution

für alle Downstream-Anwendungen

Bakterielle DNA

Probenaufschluss mittels mechanischer (Bead-Beating) und chemischer Lyse/ Inhibitor-Entfernung/ Reinigung über Silica-Spin-Filter

250 mg Boden-/ Umwelt-/ FaecesProben; bis 20 µg/Präp. in 30 min

enthält patentiertes InhibitorRemoval-Verfahren (IRT) für Proben mit hohem Gehalt an Huminsäuren, Farbstoffen u. a. PCR-Inhibitoren, z.

B. Sediment, Kompost, Dung u. a.

(Inhalt: PowerBead Tubes, Solution C1 – C6, Spin Filters In Tubes, Collection Tubes)

UltraClean PowerSoil DNA Isolation Kit

dianova GmbH / MO BIO Laboratories Inc. www.dianova.de Tel.: +49-(0)40-45067 - 0

Je nach Maßstab 1 – 1,60 Euro (ohne Verbrauchsmittel, Extraktionsplatten, Spitzen)

Flexible Kundenlösungen für unterschiedlichste Materialien, scalierbar, finale Waschungen ohne organische Lösungsmittel (Ethanol etc.)

In Abhängigkeit von Laborroboter, hoch (nur Probengefäß öffnen) bis mittelmäßig (externe Lyse, Anreicherung von DNA)

PCR; RT-PCR, Illumina, Fluidigm

Listenpreis: 50 Reaktionen 509,- Euro 100 Reaktionen 907,- Euro

Entfernung des störenden humanen DNAHintergrundes I All-inclusive Kit. Enthält alle benötigten Reagenzien für die selektive Isolierung bakterieller DNA aus Direktmaterial (z.B. Vollblut) I Bis zu 40.000-fache Sensitivitätssteigerung der nachgeschalteten Detektionssysteme I Alle Reagenzien im Kit garantiert DNA-frei

15 Schritte I automatisiertes Kit verfügbar (SelectNA Blood Pathogen Kit)

molekulare Infektionsdiagnostik, Real Time PCR, Microarray, Southern Blot, Sequenzierung, Restriktionsverdau, Screening, DNABanken

DNA

Grundprinzip ist die Festphasenextraktion Probenvorbereitung im Kit enthalten I Lagemit superparamagnetischen Mikropartikeln rungsmöglichkeit der Probe bei +4°C bis zu 48h nach Probenentnahme I Blut mit EDTA, Citrat oder Heparin stabilisieren I Probe nur n. Zugabe von Glycerol einfrieren I Bakterielle DNA-Isolierung, säulchenbasiert unter Verwendung d. Cation Complexation-Technologie

Genomische DNA, virale DNA/RNA, miRNA

Pure YieldTM Plasmid Miniprep System

Promega GmbH High-Tech-Park Schildkrötstraße 15 68199 Mannheim Tel.: +49 621 8501-0 Technische Beratung: +49 621 8501-290 www.promega.com

kostenlose Probe unter www.promega. com/de/minis/probe.html

Aufreinigung in weniger als 10 Minuten, kein Pelletieren der Kultur und keine DNA Präzipitation notwendig, einfaches Protokoll, sichere Handhabung. I Aktion: 50 preps gratis, bei Bestellung von 100 preps: www.promega. com/de/minis

Manuelles System

hochreine Plasmid-DNA, für ein breites Spektrum einzusetzen, z. B. Transfektion, In Vitro Expression, Sequenzierung, Klonierung

Plasmid-DNA

keine Probenvorbereitung, gefärbte Puffer visualisieren die vollständige Durchmischung bei der Neutralisierung, Zentrifugations- oder Vakuumprotokoll möglich

Direkte Präparation aus 0,6ml Bakterienkultur oder aus 3ml pelletierten Zellen.

Z.B.5,4µg aus 1ml Kulturvolumen.

Nukleinsäureaufreinigungskit für die gezielte manuelles Säulchensystem zur Aufreingung Aufreinigung bakterieller DNA direkt aus Voll- von Plasmid-DNA aus Bakterienkultur, alle blut I selektive Entfernung des humanen DNA Bestandteile im Kit enthalten.

Hintergrundes I gleichzeitige Anreicherung der Pathogen-DNA I Entfernung von PCR Inhibitoren I optimale Lyse Gram-negativer als auch Gram-positiver Bakterien I 1 ml oder 5 ml Probenvolumen einsetzbar I Säulchenbasierte DNA-Isolierung I keine Extrageräte für die Anwendung nötig I kurze hands on-Zeit I DNA-Isolierung innerhalb von 2 Stunden

MolYsis Complete5

Molzym GmbH + Co. KG Mary-Astell-Str.10 28359 Bremen Dr. Karen Hinsch Tel.: +49-(0)421-696162-15 hinsch@molzym.com

Pflanzenteile, Blut, forensische Materialien, Vollblut, andere primär sterile KörperflüssigBodenproben, Gewebelysate keiten, BAL, CSF, Aszites etc. I 1ml oder 5ml I Detektionsgrenze Bakterien unter 20 cfu/ ml, je nach Stamm

Kits und Applikationen zur DNA/RNAExtraktion auf automatischen Laborsystemen.

sbeadex/mag DNA Extraktionskits

LGC Genomics GmbH Ostendstr. 25 • TGS Haus 8 12459 Berlin Dr. Frank Schubert Tel.: +49-(0)30-5304 2250 Fax: +49-(0)30-5304 2201 frank.schubert@lgcgenomics.com www.lgcgenomics.com

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits

LABORWELT

31.05.2011 18:10:58 Uhr

LABORWELT

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manuelles Säulchen-System, zur Extraktion und Aufreinigung von DNAFragmenten von 100bp bis 10kb aus Standard- oder low-melting AgaroseGelen oder zur direkten Aufreinigung von Amplifikationsprodukten, bis zu 40µg Bindekapazität der Säulchen.

keine Probenvorbereitung, Zentrifugations- oder Vakuumprotokoll anwendbar

DNA-Fragmente oder Amplifikationsprodukt

kann direkt zur automatisierten Fluoreszenz-Sequenzierung, Klonierung, Labeling, in vitro-Transkription/Translation und vielen weiteren Applikationen eingesetzt werden

manuelles System, fertig in weniger als 15 Minuten

keine Fällung notwendig, Zwei Applikationen – ein Kit

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

kostenlose Probe unter: www.promega. com/de/probe

für die Isolierung von DNA aus AgaroseGelen und die Aufreinigung von PCR Produkten und anderen enzymatischen Reaktionsansätzen, alle Bestandteile im Kit enthalten

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Preis (Euro)

Wizard® SV Gel and PCR Clean-Up System

Produktname

Prep ab 2,50 Euro, mehr unter: www.

Promega.com/Maxwell

IVD-Zertifizierung, zwei Elutionsvolumina wählbar, hohe Reproduzierbarkeit, keine Kreuzkontamination, bis zu 16 Proben parallel

automatisiertes System, je nach Probenart 1 bis 2 manuelle Vorschritte, fertig in nur 15 bis 40 Minuten

für alle gängigen Anwendungen, wie PCR, qPCR…

gDNA, RNA oder His-Tag-Proteine

keine Probenvorbereitung, vorgefüllte gebrauchsfertige Reagenzienkartuschen, vorinstallierte Protokolle. Trennprinzip: magnetische Beads

große Probenvielfalt für unterschiedlichste Materialien, z. B. Gewebe, Zellen, Pflanzen, Bakterien, FFPE-Gewebe, Blut oder klinische Proben, wie Plasma, Serum, Tupfer, Stuhl,…bis 0,5ml Ausgangsvolumen oder z. B. 1 Abstrichtupfer, 3 bis 4 Gewebeschnitte

für die automatisierte Aufreinigung von gDNA, RNA oder His-Tag-Proteinen

Maxwell® 16 Aufreinigungskits

Promega GmbH High-Tech-Park Schildkrötstraße 15 68199 Mannheim Tel: +49-(0)621-8501 -0 Technische Beratung: +49-(0)621-8501-290 www.promega.com

Firmendaten, Ansprechpartner

Filter-Säulen wahlweise als ‚Classic Line’ ohne Deckel für komfortables Arbeiten oder als ‚Safety Line’ mit Deckel zum Kontaminationsschutz erhältlich I Einige Kits auch als MicroSpin Varianten für besonders geringe Ausgangsmengen verfügbar I Plasmidpräparationen im Mini, Midi- und Maxi-Maßstab.

abhängig vom Ausgangsmaterial

Mit peqGOLD Kits isolierte, hochreine Nukleinsäuren sind für eine Vielzahl von Downstream-Anwendungen einsetzbar, z. B. für Klonierungen, Sequenzierungen, Northern- und Southern Blots, Reverse Transkription, qPCR, u. v. w.

DNA, RNA

Isolierung genomischer DNA und RNA basierend auf PerfectBind Silika-Membran-Technologie für kürzeste Präparationszeiten innerhalb weniger Minuten.

Für die Plasmid-Isolierung stehen sowohl silika-basierte als auch IonenaustauscherSysteme für bestmögliche Reinheit und DNA-Integrität zur Verfügung.

Für unterschiedliche Volumina und eine Vielzahl von Ausgangsmaterialien, z. B. Zellen, Gewebe, Paraffinmaterial, Vollblut, Serum, Plasma, Pflanzen-und Pilzmaterial, gram+/gram- Bakterien, Hefen, Bodenproben, PCR-Ansätze, Agarosegele.

Kits für die Isolierung reiner und hochwertiger DNA und RNA aus Zellen, Geweben, Blut, Pflanzen, Bakterien, Pilzen, Reaktionsansätzen und Agarose-Gelen.

peqGOLD Nukleinsäure-Isolierungs-Kits

PEQLAB Biotechnologie GmbH Carl-Thiersch-Str. 2b 91052 Erlangen Tel.: +49-(0)9131-610-70 20 Fax: +49-(0)9131-610-70 99 info@peqlab.de www.peqlab.de Dr. Emanuel Clausing

99 Euro (150-300 Isolierungen)

Schnelle und einfache Prozedur, gute Ausbeuten an hochreiner DNA

9-15

PCR, Ligationen, Klonierungen, Sequenzierungen, DNA-Sondenherstellung (Southern-Blot) etc.

DNA

DNA-Isolierung erfolgt mittels einer Glasspulver-Suspension und einer Natriumiodid-Lösung.

Bakterienkulturen (Plasmid-DNA), DNA in Agarose-Gelen aufgetrennt, gelöste DNA (Aufkonzentrierung).

Kit zur Isolierung von DNA aus AgaroseGelen und Mini-Preps (Plasmid-DNA) sowie zur Aufkonzentrierung von DNA ohne Ethanolpräzipitation.

DNA Isolation Kit

PromoCell GmbH Sickingenstraße 63 / 65 D-69126 Heidelberg Tel.: +49-(0)6221-64934-0 Fax: +49-(0)6221-64934-40 www.promokine.info info@promokine.info Technischer Support

199 Euro (50 Isolierungen)

schnelle und einfache Prozedur, gute Ausbeuten an hochreiner DNA

10

PCR, Ligationen, Klonierungen, Sequenzierungen, DNA-Sondenherstellung (Southern-Blot) etc

DNA

DNA-Isolierung erfolgt nach Zell-Lyse und anschließender Zugabe eines Enzym-Mix, danach erfolgt eine DNAPräzipitation mittels Ethanol.

mammale Zellen und Gewebe

Kit zur Isolierung von genomischer DNA aus mammalen Zellen

Genomic DNA Isolation Kit I

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits

12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 39

31.05.2011 18:11:02 Uhr

40 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

38-45_LW3_11_Marktuebersicht.indd 40

Kit zur Isolierung von genomischer DNA aus mammalen Zellen, Hefen, Bakterien, Pflanzen und Viren.

Mammale Zellen, Hefen, Bakterien, Pflanzen und Viren

DNA-Isolierung erfolgt unter Verwendung von Guanidinium Isothiocyanat. Danach erfolgt eine DNA-Präzipitation mittels Ethanol

DNA

PCR, Ligationen, Klonierungen, Sequenzierungen, DNASondenherstellung (SouthernBlot) etc.

6

Schnelle und einfache Prozedur, gute Ausbeuten an hochreiner DNA

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

99 Euro (50 ml)

Genomic DNA Isolation Kit II

Produktname

Preis (Euro)

PromoCell GmbH Sickingenstraße 63 / 65 D-69126 Heidelberg Tel.: +49-(0)6221-64934-0 Fax: +49-(0)6221-64934-40 www.promokine.info info@promokine.info Technischer Support

Firmendaten, Ansprechpartner

379 Euro (50 Isolierungen)

Einfache Prozedur, gute Ausbeuten an hochreiner mtDNA

17

PCR, Ligationen, Klonierungen, Sequenzierungen, DNA-Sondenherstellung (Southern-Blot) etc.

DNA

mtDNA-Isolierung erfolgt nach ZellHomogenisierung, MitochondrienIsolierung und -Lyse und anschließender Zugabe eines Enzym-Mix. Danach erfolgt eine DNA-Präzipitation mittels Ethanol.

Mammale Zellen und Gewebe

Kit zur Isolierung von mitochondrialer DNA (mtDNA) aus mammalen Zellen.

Mitochondrial DNA Isolation Kit

99/109 Euro (100 ml)

Schnelle und einfache Prozedur, gute Ausbeuten an hochreiner RNA. Kits ermöglichen zusätzlich die simultane Isolierung von DNA und Proteinen.

6

Northern Blotting, Dot Blots, RT-PCR, In vitro-Translation, RNase Protection Assays, mRNA-Isolierung etc.

RNA

RNA-Isolierung erfolgt unter Verwendung von Guanidinium Isothiocyanat und einer Phenol/Chloroform- bzw.

Chloroform/BCP-Extraktion (RNA Isolation Kit II). Danach erfolgt eine DNA-Präzipitation mittels Isopropanol.

Säugerzellen, Hefen, Bakterien, Pflanzen und Viren

Kits zur Isolierung von RNA aus Säugerzellen, Hefen, Bakterien, Pflanzen und Viren.

RNA Isolation Kits I & II

207,50 Euro (100 Aufreinigungen)

reine DNA: keine Inhibitoren bei der qPCR I schnelles und einfaches Protokoll I Protokolle auf der Special Interest Site unter www.roche-applied-science.com

I hohes Molekulargewicht (bis 50 kb): Voraussetzung für Long Range PCR I hoch-

Nur ca. 20 Minuten für z. B. Blut- oder Kulturzellen

Sehr flexible hinsichtlich des Probenmaterials und den Downstream-Anwendungen z. B. Long template PCR I Real-time, quantitative PCR I SNP-Detektion I Southern blotting I Klonierungen

Genomische DNA von 30-50 kb

Isolierung und Reinigung über Silica Adsorption: spezielles Plastikfiltertube mit immobilisiertem Glassfaserflies, Zentrifugationsschritte mit Tischzentrifugen

I 200 – 300 μl Blut, durchschnittliche Ausbeute 3-9 μg I 200 μl Buffy Coat I 104 – 106 Kulturzellen, durchschnittliche Ausbeute 15-20 μg I 25 – 50 mg Gewebe, durchschnittliche Ausbeute 5-20 μg I 0.2 – 0.5 cm Mausschwanz (25 - 50 mg) , durchschnittliche Ausbeute 5-10 μg I 108 Hefezellen, durchschnittliche Ausbeute 1013 μg I 109 Bakterien (gram positiv oder gram negativ), durchschnittliche Ausbeute 1-3 μg I Paraffin-fixierte Gewebeschnitte, Ausbeute abhängig vom Probenmaterial

Kit für die genomische DNA Isolation aus verschiedensten Materialien . Lyse-, Binde-, Wasch- und Elutionspuffer, Proteinase K (PCR grade), High Pure Filter Tubes, Auffanggefäße

High Pure PCR Template Preparation Kit

227 Euro (100 Aufreinigungen)

I große Flexibilität hinsichtlich Probenmaterial I enthält Poly A-Carrier für hohe Sensitivität I isoliert virale RNA und DNA, ermöglicht damit eine simultane Detektion beider Virustypen I Entfernt Inhibitoren, die mit downstream Assays interferieren können und sichert damit höhere Spezifität, Sensitivität und Reproduzierbarkeit I das konzentrierte Eluat kann direkt in downstream Assays eingesetzt werden (keine Präzipitation nötig) I (Protokolle auf der Special Interest Site www.roche-applied-science.com)

einfache Handhabung; Durchführung in ca. 20 min

PCR oder RT-PCR etc

gleichzeitige Aufreinigung von viraler RNA und DNA

Isolierung und Reinigung über Silica-Adsorption: spezielles Plastikfiltertube mit immobilisiertem Glasfaserflies, Zentrifugationsschritte mit Tischzentrifugen

Serum, Plasma, Blut, Zellkulturüberstand: 200 - 300 μl I Sensitivität: Kit kann 20 bis 40 virale Kopien des isolierten Probenmaterials detektieren

Kit zur gleichzeitigen Isolation viraler RNA und DNA, ideal für PCR oder RT-PCR. Enthält Binde-, Wasch- und Inhibitor Removal-, Elutionspuffer, Poly(A), Proteinase K, High Pure Spin Filter Tubes, Auffanggefäße

High Pure Viral Nucleic Acid Kit

Roche Diagnostics Deutschland GmbH Sandhofer Str. 116 68305 Mannheim www.roche-applied-science.com; Kontakt: Fachliche Information Roche Applied Science: Tel.: +49-(0)621-759-8568 mannheim.csc@roche.com

Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits Marktübersicht Thema

LABORWELT

31.05.2011 18:11:06 Uhr

LABORWELT

38-45_LW3_11_Marktuebersicht.indd 41

High Pure RNA Isolation Kit

Kit zur schnellen Isolation von total RNA aus verschiedensten Probenmaterialien. Enthält Lyse/Binde-, Wasch- und Elutionspuffer, DNase I, recombinant mit Inkubationspuffer, High Pure Filter Tubes, Auffanggefäße

I 200 – 500 μl Blut, Ausbeute aus 200 μl

Isolierung und Reinigung über Silica-Adsorption: spezielles Plastikfiltertube mit immobilisiertem Glassfaserflies, Zentrifugationsschritte mit Tischzentrifugen

Gesamt RNA

I RT-PCR I Northern blotting I RACE I Primer extension I Differential display I cDNA library construction I RNase protection assay I in vitro-Translation

eine Aufreinigung in ca. 25 Minuten, mehrere Aufreinigungen in 45 Minuten

I schnelle Aufreinigung mehrerer Proben I größere Ausbeuten: Minimierter RNA-Verlust durch Eliminierung zeitintensiver Schritte wie Präzipitation oder Entfernen von Lösungsmittel I verhindert DNA Kontamination - Integrierter DNA Verdau und Entfernung der DNase eliminiert Störungen durch genomische DNA I Konzentrierte RNA - wird in einem 50 μl Volumen gelöst (Protokolle auf der Special Interest Site unter www.roche-applied-science.com)

206 Euro (50 Aufreinigungen)

Produktname

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

Preis (Euro)

ausreichend für ca. 10 RT-PCR-Reaktionen I 106 Kulturzellen, durchschnittliche Ausbeute ca. 5 μg I 108 Hefezellen, durchschnittliche Ausbeute ca. 20 μg I 109 Bakterien (gram positiv oder negativ), durchschnittliche Ausbeute E.coli ca: 50 μg; B. subtilis ca.: 35 μg

Roche Diagnostics Deutschland GmbH Sandhofer Str. 116 68305 Mannheim www.roche-applied-science.com; Kontakt: Fachliche Information Roche Applied Science: Tel.: +49-(0)621-759-8568 mannheim.csc@roche.com

Firmendaten, Ansprechpartner

247 Euro (100 Aufreinigungen)

I große Flexibilität hinsichtlich Probenmaterial I entfernt Inhibitoren, die mit downstream Assays interferieren können und sichert damit höhere Spezifität, Sensitivität und Reproduzierbarkeit I konzentriertes Eluat kann direkt in downstream Assays eingesetzt werden (keine Präzipitation nötig) I größere Ausbeuten: Minimierter RNA-Verlust durch Eliminierung zeitintensiver Schritte wie Präzipitation und Entfernen von Lösungsmittel I Protokolle auf der Special Interest Site unter www.roche-applied-science.com

einfache Handhabung; Durchführung in ca.

20 min

PCR und RT-PCR etc

virale RNA

Isolierung und Reinigung über Silica Adsorption: spezielles Plastikfiltertube mit immobilisiertem Glasfaserflies, Zentrifugationsschritte mit Tischzentrifugen

Flüssige Proben wie z. B. Serum, Plasma, Urin und andere Körperflüssigkeiten oder Zellkulturüberstand : 200 - 600 μl

Kit zur viralen RNA Isolation aus verschiedensten Materialien . Enthält Binde-, Inhibitor Removal-, Wasch- und Elutionspuffer, Poly (A), High Pure Spin Filter Tubes, Auffanggefäße

High Pure Viral RNA Kit

Bakterien, alle Arten von tierischem und pflanzlichem Gewebe, Blut Ausbeute gen. DNA: bis 25 μg, RNA bis 150 μg

GenElute Plasmid Kits, GenElute Genomic DNA Kits. GenElute RNA Kits

GenEluteTM Nucleic Acid Purification Kits

306,50 Euro (50 miRNA-Aufreinigungen)

I spezielle Protokolle für miRNA oder miRNA+ totalRNA in einem Schritt I Isolation DNA-freier miRNA; ideal für qualitative und quantitative Reverse Transcription I Linearität in RT-PCR I zeitsparendes einfaches und effizientes Protokoll I keine Präzipitation und Entfernen von Lösungsmittel nötig I Generierung stabiler, hochreiner miRNAs I Protokolle auf der Special Interest Site unter http://www.roche-appliedscience.com

Aufreinigung in 30 min

I Northern blotting I miRNA Array Hybridization I Relative Quantifizierung von miRNA mittels RT-PCR

Aufreinigung und Anreicherung kleiner RNAs wie z.B. microRNA (miRNA). auch zur Aufreinigung von total RNA oder zur Aufreinigung von Proben mit angereicherten kleinen RNA <100 Nukleotide.

Ausbeuten von 5 μ bis 15 mg im Giga Maßstab. I Extrem schnelle Kits; Plasmid Maxi Präp. und RNA Präp. nur 30 Minuten I Keine Äthanolfällung notwendig.

nur max. 6 Arbeitsschritte bei Einzelsäulen, Plasmid-Miniprep im 96 Well Format vollständig automatisierbar

Klonierung, Sequenzierung, Transfektion, PCR, Restriktionsenzymanalysen, Southern Blots, RT-PCR, Microarray-Analysen, Labeling, Northern Blots

DNA, RNA, Genomische DNA, miRNA

Isolierung und Reinigung über Silica Adsorption: Bindung der Nukleinsäuren an Silika-Matrix, Elution mit „Low-Salt“ spezielles Plastikfiltertube mit immobilisiertem Puffer, „DNA/RNA ready-to-use“ Glassfaserflies, Zentrifugationsschritte mit Tischzentrifugen

Tierische oder pflanzliche Proben, Zellen oder Gewebe, stabilisiertes Gewebe, Zellkultur, FFPEGewebeschnitte

1. miRNA Isolation. Kit enthält Gewebelysepuffer (für FFPE Schnitte), Proteinase K, Binde-, Wasch- und Elutionspuffer, High Pure Filter Tubes, Auffanggefäße

High Pure miRNA Isolation Kit

Sigma-Aldrich Chemie GmbH Dr. Markus Veit Eschenstr. 5 82024 Taufkirchen Tel.: +49-(0)89-6513 0 Markus.Veit@sial.com

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits

12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 41

31.05.2011 18:11:10 Uhr

42 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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I vorgefülltes Extraction Tube mit lyophilisierten Lysekomponenten

Bakterienpellets (max. 109 Zellen), Gewebe (max. 10 mg) , Serum, Plasma, Zellkulturüberstände (max. 200 µl) , Abstrichmaterial

Binden-Waschen-Eluieren I Adsorption an Membran (alternativ über magnetische Beads)

Virus RNA und DNA, bakterielle DNA

PCR/RT-PCR, real-time PCR-Anwendungen, RFLP-Analyse

als Variante mit magnetischen Partikeln erhältlich I automatisierbar auf den KingFisher-Geräten von Thermo Scientific

60 % weniger Pipettierschritte und Spitzenverbrauch (dadurch weniger infektiöser Abfall) I universelles Pathogenkit, für die in-vitro Diagnostik geeignet I separat als Virus-Kit und Bakterien-Kit erhältlich (RTP® DNA/RNA Virus Mini Kit und RTP® Bacteria DNA Mini Kit)

Kurze Produktbeschreibung/Kitbestandteile

Probenmaterialien

Probenvorbereitung/Trennprinzip

Nukleinsäure-Typ

Downstream-Anwendungen

Zahl manuelle Schritte/Automationsgrad

Besonderheiten/ Extras

Preis (Euro)

RTP® Pathogen Kit

Produktname

50 preps – 161,50 Euro I 250 preps – 677,50 Euro

(Puffer, Proteinase K, Lysozym, Carrier-Nukleinsäuren) und interner DNA-Extraktionskontrolle; stabil bei RT I weitere DNA/RNAIsolierung über Spinfilter I Bindungs-, Wasch- und Elutionspuffer im Kit enthalten

STRATEC Molecular GmbH Robert-Rössle-Str. 10 13125 Berlin Info.berlin@stratec.com Tel.: +49-(0)30-9489 2901 www.invitek.de

Firmendaten, Ansprechpartner

E.Z.N.A.® Nukleinsäure Aufreinigungskits

VWR International GmbH Hilpertstraße 20a 64295 Darmstadt Tel.: +49-(0)6151-39720 Fax: +49-(0)6151-3972450 biotech@de.vwr.com Matthias Dornheim

KingFisher Blood DNA kit 1 x 96 preps 252,19 I KingFisher Total RNA kit 1 x 96 preps 313,3 I KingFisher Cell and Tissue DNA kit 1 x 96 preps 252,23 I KingFisher Viral NA kit 1 x 96 preps280,45 I KingFisher Plant DNA kit 1 x 96 preps 229,13

keine Angabe

Sample preparation for lysis and filling the plates with buffers

Enzymatic reactions: PCR, Real Time PCR, sequencing, genotyping, gene expression

gDNA, total RNA, viral nucleic acids

The KingFisher system offers a rapid, automated and reproducible purification workflow, using magnetic rods to move particles through the purification phases of binding, washing and elution. After sample lysis, nucleic acids bind efficiently to coated magnetic beads in a suitable buffer. Subsequent washing eliminates contaminants and high purity DNA or RNA is eluted into an adjustable volume of elution buffer.

Examples of typical yields: I Blood/up to 3ml/up to130µg of DNA I Cultured cells/ up to 1 x 107 cells/up to 20µg of DNA I Animal tissues/ up to 20mg/ up to 20µg of DNA I Plant material/up to 50mg/up to 17µg of DNA I Cultured cells/up to 2 x 106/up to 30µg of RNA

ab 1 Euro/Prep.

Hohe Ausbeute und Reinheit an DNA/RNA bei einer großen Vielzahl von Ursprungsmaterialien

4 Schritte bei manuellen Kits, voll automatisierbar bei E.Z.N.A. MagBind Kits (z. B. KingFisher)

Klonierung, Sequenzierung, PCR, Restriktionsverdau, Transfektion

DNA, RNA

HiBind® Spinsäulen

Plasmid, Gel, PCR-Produkt, Pilz, Pflanzen, Insekten, Stuhl, Erde, u. v. m

KingFisher® Kits complete the unique nucleic acid purification work- Spinsäulen basierte Mini-, Midi- und Maxikits flow providing an optimized high throughput method with extreme flexibility. KingFisher Kits have been optimized with the Thermo Scientific KingFisher instruments for the rapid purification of high quality yields of DNA or RNA, compatible with most common enzymatic downstream analyses and applications

Thermo Scientific KingFisher Nucleic Acid Purification Kits

Thermo Scientific Noora Lindholm Ratastie 2 FI-01620 Vantaa, Finland

Marktübersicht Nukleinsäure-Aufreinigungs-Kits

LABORWELT

31.05.2011 18:11:14 Uhr

Karrierewelt Arbeitsmarkt

Unterstützung für ausländische Fachkräfte Dieter Lingelbach, Managing Partner, Life Science Consult, Frankfurt/München Dr. Hans Schleicher, Amtschef im Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, begrüßt die Teilnehmer der Deutschen Biotechnologie-Tage in München und verweist, wie nicht anders zu erwarten, auf die Erfolge der Wirtschaftsförderung in Bayern. Aber Bayern wäre nicht Bayern, wollte man sich ausruhen auf den bisherigen Erfolgen: unter anderen Herausforderungen sei der Fachkräftemarkt „leergefegt“. Die Hürden für eine unkomplizierte und am spezifischen Arbeitsmarkt orientierte Einwanderung seien noch zu hoch.

ermittelt. Fast keiner davon sucht aktiv einen neuen Posten; viele sind erst vor weniger als 12 Monaten von ihrem aktuellen Arbeitgeber angeworben worden. Der Anteil ausländischer Kandidaten betrug 64%. Gut ausgebildete Kandidaten aus Indien mit starkem Interesse an Deutschland machen bereits ein Drittel der außereuropäischen Kandidaten aus.

Somit ist auch die Chance hoch, dass die Wahl nicht auf einen Deutschen fällt und dass dieser überzeugt werden muss, nach Deutschland überzusiedeln. Insofern ist die Feststellung des Bayerischen Wirtschaftsministeriums zutreffend und hilfreich. Soweit bekannt, haben 95% der Kandidaten feste Partner und 70% minderjährige Kinder – beides wichtige Faktoren, wenn man für seine berufliche Entwicklung in ein neues Land umziehen will.

Unterstützung gefragt

Abb. 1: Deutsche Life Science-Branche: Jobanwärter aus dem Ausland verbreitet Das Thema ist en vogue, allerdings in Teilen des spezifischen Arbeitsmarktes auch akut. Noch nie zuvor waren so viele Proteine und damit hochkomplexe Moleküle oder auch Biomarker in den klinischen Entwicklungspipelines der deutschen Unternehmen. Management und Investoren planen früh die Erfordernisse an klinische Studien, an die Rekrutierung von Kliniken und Patienten, an die Sammlung der Bilddokumente, die dazugehörigen Zulassungsunterlagen, an Ethikkommissionen etc. Weniger Glanz und Aufmerksamkeit erfährt die Produktionsseite, nämlich die physische Bereitstellung nicht nur klinischer, sondern auch späterer kommerzieller Mengen in nachweislich reproduzierbarer Qualität. Gegenüber den altbewährten „small molecules“ präsentieren sich die Proteine wie ein Düsenjet gegenüber dem Fahrrad, so ein Sprecher auf dem Frankfurter DVFA-Forum zu Biosimilars 2010.

Glanz oder Nicht-Glanz beiseite: sowohl im Clinical Trial Management als auch in den sogenannten Process Sciences werden hochspezialisierte Fachkräfte benötigt. Hiervon gibt es jeweils nur wenige Tausend weltweit; die Zahlen werden kleiner, wenn man Kandidaten mit industrieller Erfahrung an nur mindestens ein bis zwei Proteinprojekten – die meisten sind vertraut mit small molecules – benötigt.

Wünscht man zusätzlich Vertrautheit oder LABORWELT

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gar persönliche Kontakte im Umgang mit den europäischen und US-Zulassungsbehörden, so reduziert sich die Anzahl Kandidaten mit entsprechenden Qualifikationen auf wenige Hundert weltweit.

Erschwert wird die Suche zusätzlich durch ganz spezifische Qualifikationen: man bewegt sich ja im Grenzbereich zwischen Molekularbiologie und Medizin. Letztlich sollen ja medizinische Anwendungen „herauskommen“. Bekanntermaßen sind Mediziner und Biologen unterschiedliche Spezies. Neben den ethischen sind rechtliche und Haftungsfragen zu adressieren, ebenso auch Fragen des IP wie des „freedom to operate“, Schutz des IP etc. Umgang mit lokalen Regierungsbehörden erfordert eine Würdigung auch der lokalen Gegebenheiten.

Man ahnt schon die Probleme vieler hochinnovativer Drug Discovery-Firmen: Zügig sind sie vorausgeeilt mit Präklinik und ersten Patientendaten, die Investoren wollen ja möglichst früh Klarheit. Jetzt sehen die Daten gut aus, jetzt muss man schnell in die Produktion.

Hier sind die vielen Auftragshersteller hilfreich, allerdings stehen diese vor einem ähnlichen Dilemma.

Für jüngst drei offene Stellen in den hier beschriebenen Bereichen bei zwei kleineren bis mittleren Unternehmen wurden in der Summe 178 potentiell in Frage kommende Kandidaten

Deutschland ist im Prinzip ein attraktiver Standort für derartige ausländische Fachkräfte: im Zentrum Europas, weltoffen, gute akademische Umgebung, geschätzte Produkte (besonders Autos), Englisch ist verbreitet, wenig Kriminalität etc. Der Teufel liegt aber im Detail: Wo etwa erhalten die Kinder englischen Unterricht?! Oft nur in privaten „International Schools“ mit stolzen Schulgebühren. Vorbildlich ist die State International School im südhessischen Seeheim, wo das Land Hessen die Schulgebühren zu Teilen subventioniert.

Eine weitere Frage: Was machen die Partner, während der „Spezialist“ hier seinem Job nachgeht?! Wie unkompliziert erhalten sie Aufenthalts- und Arbeitserlaubnis?!

Die deutsche Biotechnologie wird nicht umhin können, verstärkt qualifizierte Kandidaten im Ausland anzuwerben. Allein für Umzugskosten, Unterstützung bei den Schulgebühren und für eine Anfangsbetreuung vor Ort (Relocation) können zum ersten Jahresfesteinkommen noch einmal 30% hinzukommen. Personalzuständige müssen auch auf vermeintlich dumme Fragen antworten können, wie den Unterschied zwischen GKV und PKV, den Hintergrund einer Lohnsteuerklasse, oder warum es hier für die Waschmaschinen keine Warmwasseranschlüsse gibt. Hier ist Unterstützung willkommen; sie fördert auch die Begeisterung für einen Arbeitsplatz in Deutschland.

Deutschland ist auf einem guten Weg: für Bayern gibt es Beispiele, wie sich die Politik bereits in der Arbeit der Ausländerbehörde der Stadt München niederschlägt. Es wird zurückgerufen und versucht zu verstehen, wie man der ausländischen Fachkraft entgegenkommen kann. Der Markt scheint zu funktionieren; je mehr nachgefragt wird, umso mehr bieten sich Relocation-Dienste an. Aber Tatsache ist auch, wir müssen uns dem Thema widmen, und möglicherweise kann auch hier die Politik einen Beitrag leisten.

Lingelbach@LifeScienceConsult.com 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 43

01.06.2011 12:07:54 Uhr

Service Stellenmarkt

Akademischer Stellenmarkt Veröffentlichen Sie Ihre Stellenanzeigen zielgruppengerecht in unserem akademischen Stellenmarkt (auch online), der allen nicht-kommerziellen Instituten für ihre Stellenausschreibungen kostenlos zur Verfügung steht. Bitte senden Sie dazu Ihre Anzeige (Ausschreibungstext als Word-Datei, Logo – jpg oder tiff, 300 dpi Auflösung) an a.macht@biocom.de. Annahmeschluss für die nächste LABorWeLt-Ausgabe „Diagnostik“ (erscheinungstermin 22.09.2011) ist der 09. September 2011.

Das Paul-Ehrlich-Institut ist eine wissenschaftliche Einrichtung des Bundes, die als Bundesoberbehörde für die Zulassung und Chargenprüfung immunbiologischer Arzneimittel zuständig ist und auf den damit verbundenen Gebieten der Lebenswissenschaften (z.B. Virologie, Bakteriologie, Allergologie, Immunologie, Hämatologie, Medizinische Biotechnologie) Forschung betreibt.

Im Fachgebiet „Virale Gentransferarzneimittel“ der Abteilung – Medizinische Biotechnologie – ist folgende Position zu besetzen:

Doktorandin/Doktorand Bewerbungsfrist: 16.06.2011 / Stellenbewertung: E 13/2 TVöD Arbeitsbeginn: zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Aufgabenprofil:

International Ph.D. Programs in the Life Sciences Description: The Life Science Zurich Graduate School consists of several highly competitive Ph.D. programs, run jointly by the ETH Zurich and the University of Zurich. Each program offers research and education opportunities in a stimulating international environment for ambitious students who wish to work towards a Ph.D. degree. Accepted students perform their research project in one of the participating research groups of their favorite program, according to their scientific interest. Advanced teaching and training courses are offered throughout the curriculum. The program language is English throughout. Ph.D. studies usually last 3-4 years.

Im Zentrum unserer Forschung steht die Analyse des Zelleintritts von viralen Vektoren deren Tropismus gezielt verändert wurde, um einen spezifischen Gentransfer in Zelltypen der Wahl zu ermöglichen (Anliker et al., 2010; Nature Methods 7, 929-935). Die Gentransfereffizienz von Vektoren mit Spezifität für hämatopoetische Vorläuferzellen soll optimiert und an Krankheitsmodellen auf ihre Selektivität und Wirksamkeit getestet werden.

Education: Applicants must hold or anticipate receiving a Master’s degree or equivalent from a university in a relevant field before starting the Ph.D. program. Applicants accepted for the program will have to register with either the University of Zurich or ETH Zurich, depending on the affiliation of their future research group.

Anforderungsprofil:

Application: Our web pages provide detailed information for submission of application. Please refer to the guidelines as we only take into consideration applications received in the required format: http://www.lifescience-graduateschool. ch/index.php?id=108 – Application deadlines are July 1 and December 1

– Abgeschlossenes Studium der Biologie, Biochemie, Humanbiologie, Veterinärmedizin oder eines verwandten Studiengangs – Tierexperimentelle Erfahrung, Erfahrung in der gentechnischen Erzeugung von viralen Vektoren und/oder der Kultivierung primärer Zellen, insbesondere hämatopoetische Stammzellen wären wünschenswert –

Kommunikations- und Teamfähigkeit

Das Beschäftigungsverhältnis ist vorerst auf 3 Jahre befristet. Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt derzeit 39 Stunden; Teilzeitbeschäftigung ist grundsätzlich möglich. Die Eingruppierung erfolgt nach den tarifrechtlichen Bestimmungen des TVöD-Bund.

Das Institut ist bei der Wohnraumbeschaffung behilflich. Trennungsgeld und Umzugskosten werden nach den gesetzlichen Vorschriften gewährt.

Schwerbehinderte Bewerber/innen werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt.

Das Paul-Ehrlich-Institut fördert die Gleichstellung von Frauen und Männern und ist daher an Bewerbungen von Frauen interessiert.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Buchholz (E-Mail: Christian.Buchholz@pei.de) Bitte richten Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen an: Personalreferat des Paul-Ehrlich-Instituts Paul-Ehrlich-Straße 51-59, 63225 Langen www.pei.de

Contact details: Dr. Susanna Bachmann Life Science Zurich Graduate School University of Zurich Institute of Molecular Life Sciences Winterthurerstrasse 190 · 8057 Zurich e-mail: gradschool@lifescience.uzh.ch http://www.lifescience-graduateschool.ch/

Alle Stellenanzeigen finden Sie auch unter:

www.laborwelt.de

Kontakt für weitere Informationen: E-Mail: bewerbungen@pei.de · Telefon 06103 77-1100 Bitte geben Sie die Bewerbungskennziffer 14/2011 an.

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LABORWELT

01.06.2011 16:12:12 Uhr

Service Stellenmarkt

Translationale Onkologie an der Universitätsmedizin der JGU Mainz

Die Translationale Onkologie an der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (TRON) ist ein innovatives, schnell wachsendes, biopharmazeutisches Institut mit dem Ziel, innovative Diagnostika und Arzneimittel zur Behandlung von Krebs und Erkrankungen des Immunsystems zu entwickeln. TRON wurde als gemeinnützige GmbH im Januar 2010 gegründet und ist seitdem auf dem Gelände der Universitätsmedizin Mainz angesiedelt.

TRON arbeitet in intensiver Kooperation mit der Universität Mainz und regionalen Unternehmen zusammen.

Als europaweit führendes Forschungszentrum mit der Ausrichtung „Environmental Health“ (Verknüpfung von Biomedizin und Umweltforschung) analysieren die Forscherinnen und Forscher des Helmholtz Zentrums München grundlegende Prozesse der Krankheitsentstehung, der Schädigung sowie der Abwehr- und Kompensationsfähigkeit des Organismus.

Wir sind eine Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaats Bayern mit Sitz in Neuherberg, im Norden Münchens, und sind Mitglied der HelmholtzGemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., der größten öffentlichen Forschungsorganisation Deutschlands.

Im Bereich Forschung und Entwicklung „Immunhistochemie und Immunfluoreszenz“ suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine

Das Helmholtz Zentrum München als Träger des Bayerischen Frauenförderpreises sowie des Total E-Quality Zertifikates strebt eine Erhöhung des Frauenanteils an und fordert deshalb qualifizierte Interessentinnen auf, sich zu bewerben.

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt.

Technische Assistenz (w/m)

Das Comprehensive Pneumology Center sucht zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine/n

Wissenschaftliche/n Mitarbeiter/in 2011/1063

Ihre Aufgaben: –

Probenpräparation (Cryo und Paraffin) von murinen und humanen Geweben (Einbetten, Fixieren, Schneiden)

–

Etablierung und Validierung von Färbeprotokollen (Fluoreszenz-, AP- und Peroxidase basierende Assays, histologische Färbungen)

Ihre Aufgaben

–

Dokumentation und Auswertung der Färbungen

–

–

Katalogisierung und Archivierung von Geweben und Schnitten

Generation und Charakterisierung von transgenen Tiermodellen im Rahmen des WNT-Signalweges

–

Etablierung und Anwendung neuer Färbetechniken

–

eigenverantwortliche Projektdurchführung

–

Betreuung von Bachelor- und Masterstudenten im biomedizinischen Bereich

–

Verfassen wissenschaftlicher Manuskripte und Anträge

Ihr Profil: –

Sie besitzen eine abgeschlossene Berufsausbildung als Technische/r Assistent/in, Biologielaborant/in oder vergleichbare Qualifikation

–

Sie bringen praktische Erfahrungen und Interesse auf den Gebieten der Immun-Histologie- idealerweise auch der Immunfluoreszenz und der Mikroskopie mit

–

Sie besitzen Erfahrungen und Kenntnisse in der Konservierung und Prozessierung von unterschiedlichen Geweben

–

Sie haben Spaß an der Etablierung von Färbungen und Protokollen

–

Persönlich zeichnen Sie sich durch eine selbstständige, sorgfältige und zuverlässige Arbeitsweise, Organisationstalent und Teamfähigkeit aus

Ein sicherer Umgang in der englischen Sprache sowie mit MS-Office-Anwendungen ist ebenfalls wünschenswert, Berufserfahrungen sind von Vorteil.

Wir bieten ein angenehmes Betriebsklima, gründliche Einarbeitung und herausfordernde Aufgaben im Bereich Forschung und Entwicklung von Krebstherapeutika, sowie ein abwechslungsreiches und spannendes Arbeitsumfeld. Wir suchen hoch motivierte Mitarbeiter, welche unsere Begeisterung für Forschung und Wissenschaft teilen, Spaß an der Bewältigung neuer Aufgaben haben und Teil unseres jungen und engagierten Teams werden wollen.

Ihre Bewerbung übersenden Sie bitte unter Verwendung der Referenz „TAIHC“ und Angabe Ihres Gehaltswunsches per E-Mail an: kerstin.lehrbach@tron-mainz.de LABORWELT

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Ihre Qualifikationen –

abgeschlossenes Hochschulstudium im biomedizinischen Bereich, mit Promotion

–

Erfahrungen mit der Generation und Charakterisierung von transgenen Tiermodellen

–

fundierte Kenntnisse histologischen/immunhistologischen und molekularbiologischen Analysen von Gewebe

Unser Angebot – Tätigkeit in einem innovativen, zukunftsorientierten Unternehmen –

umfangreiches Fortbildungsangebot

–

zunächst für drei Jahre befristetes Arbeitsverhältnis und eine Vergütung nach TVöD (EG 13-14)

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung bevorzugt per E-Mail an: Cornelia Wenke E-Mail: cornelia.wenke@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49-(0)89 3187-4660 Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Comprehensive Pneumology Center Max-Lebsche-Platz 31 81377 München 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 45

01.06.2011 16:12:21 Uhr

Service Verbände

Seite bitte abtrennen – per Fax an 030-264921-11

Kontakt zu Verbänden Die Mitglieder der nachfolgenden Fachgesellschaften erhalten LABORWELT regelmäßig mit freundlicher Empfehlung ihrer Organisationen. Wer sich darüber hinaus für eine Mitarbeit oder einen Beitritt interessiert, erreicht die Fachgesellschaften unter den folgenden Kontakt daten:

und Laboratoriumsmedizin e.V. (DGKL)

Fax

E-Mail

Gesellschaft für Genetik AFT FÜ H

GENE

Deutsche Gesellschaft für Proteomforschung

Tel.

R

Geschäftsstelle der DGKL Friesdorfer Str. 153 53175 Bonn Tel.: +49-(0)-228-92-68-9522 Fax: +49-(0)-228-92-68-9527 geschaeftsstelle@dgkl.de www.dgkl.de

Firma

ELLSC S

Dt. Ver. Gesell. f. Klinische Chemie

Name

GE

Verband (siehe unten, bitte ankreuzen)

Bitte kontaktieren Sie mich

K TI

Ich interessiere mich für den Beitritt Unterstützung für Jungwissenschaftler Interessenvertretung eine Spende Fachgruppen im Bereich

Gesellschaft für Signaltransduktion c/o Prof. Dr. Ralf Hass Med. Hochschule Hannover AG Biochemie u. Tumorbiol.

30625 Hannover Tel.: +49-(0)-511-532-6070 Fax: +49-(0)-511-532-6071 www.sigtrans.de

c/o MPI für Biochemie Am Klopferspitz 18a 82152 Martinsried Tel.: +49-(0)-89-1897-9007 Fax: +49-(0)-89-1897-9009 c.kleinhammer@dgpf.org www.dgpf.org

BIO Deutschland

Gesellschaft für Pharmakologie und

Toxikologie

Geschäftsstelle der DGPT Achenbachstraße 43 40237 Düsseldorf Tel.: +49-(0)-211-600-692-77 Fax: +49-(0)-211-600-692-78 mitglieder@dgpt-online.de www.dgpt­online.de

Tegeler Weg 33/ berlinbiotechpark 10589 Berlin Tel.: +49-(0)-30-3450593-30 Fax: +49-(0)-30-3450593-59 info@biodeutschland.org www.biodeutschland.org

Deutsche Gesellschaft für Hygiene

und Mikrobiologie (DGHM)

Nationales Genomforschungsnetz c/o DKFZ Im Neuenheimer Feld 580 69120 Heidelberg Tel.: +49-(0)-6221-424-743 Fax: +49-(0)-6221-423-454 S.Argo@dkfz-heidelberg.de www.ngfn.de

c/o Institut für Hygiene und Med. Mikrobiologie Carl-Neuberg-Straße 1 30625 Hannover Tel.: +49-(0)-511-532-4655 Fax: +49-(0)-511-532-4355 www.dghm.org

bts (Biotechnologische Studenten­

initiative e.V.)

c/o BIOCOM Stralsunder Straße 58–59 13355 Berlin Tel.: +49-(0)-2649-21-21 Fax: +49-(0)-2649-21-11 www.bts­ev.de

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c/o HZM – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit/Inst. of Developmental Genetics Tel.: +49-(0)-89-3187-2610 Fax: +49-(0)-89-4620 www.gfgenetik.de

Deutsche Gesellschaft für

Neurogenetik

Institut für Humangenetik Calwer Straße 7 72076 Tübingen Tel.: +49-(0)-7071-2977692 Fax: +49-(0)-7071-295171 peter.bauer@ med.uni-tuebingen.de www.hih­tuebingen.de/dgng/

Netzwerk Nutrigenomik Netzwerk Nutrigenomik Arthur-Scheunert-Allee 114 14558 Nuthetal Tel.: +49-(0)-33200-88-301 Fax: +49-(0)-33200-88-541 mail@nutrigenomik.de www.nutrigenomik.de

DiagnostikNet­BB Netzwerk Diagnostik Berlin-Brandenburg e.V. Neundorfstraße 17 16761 Henningsdorf Tel.: +49-(0)-3302-55-199-14 Fax: +49-(0)-3302-55-199-10 f.adams@diagnostiknet-bb.de www.diagnostiknet­bb.de

Verband der Diagnostica­Industrie e.V. Verband der Diagnostica-Industrie e.V. Neustädtische Kirchstr. 8 10117 Berlin Tel.: +49-(0)-30-200-599-40 Fax: +49-(0)-30-200-599-49 vdgh@vdgh.de www.vdgh.de

Österreichische

Reinraumgesellschaft (ÖRRG) ÖRRG Neudorf 41 A-8262 Ilz Tel.: +43-(0)-3385-8117 Fax: +43-(0)-3385-8117 office@oerrg.at www.oerrg.at

Österreichische Ges. f. Laboratoriums­

medizin & Klinische Chemie

ÖGLMKC Geschäftsstelle Infomedica-KEG, Xenius Behal Tullnertalgasse 72 A-1230 Wien Tel./Fax: +43-(0)-1889-6238 office@oeglmkc.at www.oeglmkc.at LABORWELT

31.05.2011 18:26:21 Uhr

Service Produktwelt PromoCell

Biocrates Life Sciences

Maßgeschneiderte Angiogenese-Assays

Neuer „Ready-to-use“-Kit setzt Maßstäbe in der Steroidhormonanalyse

PromoCell bietet vier verschiedene gebrauchsfertige Angiogenese-Modelle an, mit denen in vitro der gesamte Verlauf der Angiogenese oder einzelne Abschnitte des Prozesses simuliert werden können. Die Angiogenese-Modelle ermöglichen eine schnelle und effiziente pro- oder anti-angiogenetische Testung.

Mit SteroIDQ® bringt die Biocrates Life Sciences AG, ein im Bereich Biomarkerforschung führendes Biotechnologie-Unternehmen, in Europa ihr erstes CE-gekennzeichnetes in vitro-Diagnostikum auf den Markt. SteroIDQ® ermöglicht die umfassende simultane Analyse eines Steroidpanels als „Ready-touse”-Kit und deckt so das breiteste Spektrum an potentiellen endokrinologischen Indikationen aus nur einer Blutprobe ab. Veränderungen in einem jener Verläufe, die den Steroidhormonmetabolismus kontrollieren, können schwere gesundheitliche Konsequenzen nach sich ziehen, die aufgrund ihrer Komplexität und Heterogenität oft schwer zu diagnostizieren sind. Ein umfassendes Steroidhormonprofil kann dabei helfen, eine exakte und schnelle Diagnose zu erstellen, um mit einer maßgeschneiderten und frühzeitigen Behandlung zu beginnen. Der Kit basiert auf der Tandem-Massenspektrometrie, die eine außerordentlich hohe analytische Sensitivität und Selektivität garantiert.

Der PromoCell 3D-Angiogenese-Assay simuliert in vitro dreidimensional den gesamten Prozess der Angiogenese. Der Assay besteht aus Endothelzellsphäroiden, die in eine Kollagenmatrix eingebettet sind. Nach erfolgreicher Stimulation sprießen innerhalb von zwei Tagen neue Blutgefäße aus den Sphäroiden in die umgebende Kollagenmatrix. Die Anzahl und die Länge der neuen Blutgefäße korrespondiert zur pro- oder anti-angiogenetischen Wirkung einer Testsubstanz. Die einfache Auswertung des Assays erfolgt ohne Färbung der neuen Blutgefäße. Der PromoCell 3D-Angiogenese-Assay wird gebrauchsfertig versandt, zum Starten muss nur die Testsubstanz hinzugegeben werden.

Einzelne Stadien der Angiogenese können mit dem PromoCell Transmigration-Kit, dem PromoCell Invasion-Kit und dem PromoCell Planar Migration-Assay untersucht werden.

Der Transmigration-Kit nutzt die Migration von Endothelzellen entlang eines Zytokingradienten, um die chemotaktische Fähigkeit einer Substanz zu messen. Beim Invasion-Kit wird die proteolytische Aktivität von Endothelzellen und deren gerichtete Migration in vitro simuliert. Dies ermöglicht, den Einfluss von Substanzen auf die proteolytische Aktivität und die Migration von Endothelzellen in einem Assay zu beobachten. Der PromoCell Planar Migration-Assay erlaubt es, schnell und einfach den Einfluss von Substanzen auf die Migration von Endothelzellen zu untersuchen.

PromoCell GmbH Britta Carolyn Krause Sickingenstr. 63/65 69126 Heidelberg Tel.: +49-(0)6221-649-3436 Fax: +49 (0)6221-649-3440 www.promocell.com LABORWELT

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Das Produktportfolio von Biocrates Life Sciences umfasst zudem weitere Kits zur Quantifizierung einer Reihe von Biomarkern.

BIOCRATES Life Sciences AG Alexandra C. Gruber Innrain 66/2 6020 Innsbruck, Austria Tel: +43-(0)512-579-823-4222 info@biocrates.com www.biocrates.com

Sartorius Stedim Biotech

Quantitativer Nachweis von Mikroorganismen Sartorius Stedim Biotech baut sein Portfolio für die Qualitätssicherung im Labor weiter aus. Microsart® @vance® heißt die neue Produktlinie der etablierten Microsart®Familie, die speziell für die mikrobiologische Qualitätskontrolle in der Pharma- und Biopharmaindustrie entwickelt wurde und auf Single-Use-Technologien basiert.

Microsart® @vance® ermöglicht effektive Workflows im Qualitätssicherungslabor und erfüllt höchste Sicherheitsstandards.

Damit wird die neue Produktlinie den hohen Anforderungen der Pharmaindustrie mehr als gerecht. Den Auftakt bilden die SingleUse-Filtereinheiten Microsart® @filter 100 und 250. Sie wurden speziell für den quantitativen Nachweis von Mikroorganismen in Pharmazeutika und Kosmetika entwickelt.

Die Filtereinheiten sind steril verpackt, anschlussfertig und können sofort eingesetzt werden. Durch das optimierte Design wird die gesamte Probe filtriert, ohne Reste an der Wandung zu hinterlassen. Somit entfällt der Spülvorgang nach der Filtration. Filter und Trichter bilden eine sterile, komplette Einheit und reduzieren dadurch das Risiko von Sekundärkontaminationen auf ein Minimum.

Die Membran aus Cellulosenitrat vereint eine effektive Rückhaltung von Mikroorganismen mit hohen Flussraten und optimalem

Koloniewachstum. Das aufgedruckte Gitternetz erleichtert das Auszählen, speziell bei höheren Keimzahlen und Mikrokolonien. Die transparenten Filtereinheiten mit Graduierungen am Trichter lassen Füllmenge und Filtrationsfortschritt leicht erkennen. Der Klick-Fit-Verschluss kann einfach geöffnet und der Trichter schnell entfernt werden.

Die Filtermembran ist problemlos zu entnehmen, da die Filterbasis über Aussparungen für die Pinzette verfügt.

Sartorius Corporate Administration GmbH Karin Gaisböck 37070 Göttingen Tel.: +49-(0)551-308-3615 Fax: +49-(0)551-308-3572 karin.gaisboeck@sartorius.com www.sartorius-stedim.com 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 47

31.05.2011 18:12:21 Uhr

Service Produktwelt Porvair

Socorex

Erste Wahl für hochreine Leichte und geschmeidige Mikroliter-Pipette Verbindungen zur präzisen Volumendosierung Die extratiefe 2 ml-Mikroplatte mit quadratischen Vertiefungen von Porvair Sciences Ltd. wurde unter Reinraumbedingungen aus ultrahochreinem Polypropylen hergestellt.

Das macht die 96-Well-Platte zur ersten Wahl für die Lagerung, Fraktionierung oder Festphasenextraktion von hochreinen Verbindungen.

Die Mikroplatten von Porvair bieten einhervorragendes Preis-Leistungsverhältnis.

Sie sind exakt auf den ANSI/SBS-Standard abgestimmt und so mit allen automatisierten Systemen zur Probenverarbeitung, Mikrotestplatten-Readern und Reinigungsvorrichtungen kompatibel. Durch ihren erhöhten Rand ermöglicht die Mikroplatte eine hochreine thermische Versiegelung und verhindert Kreuzkontaminationen zwischen den Vertiefungen.

Die Pipette Acura® manual XS 826 wurde zur Erweiterung der bereits auf dem Markt erhältlichen Linie der Acura® manual hergestellt. Die neuen Instrumente weisen, zusätzlich zu den bereits bestehenden Vorteilen der Acura®-Familie, folgende Eigenschaften auf: Eine weitere Gewichtsreduktion und extrem sanfte Betätigung aller Funktionen; eine verbesserte Instrumenten-Führung durch das optimale Verhältnis zwischen Größe und Länge, welches eine perfekte Handkontrolle bei der Dosierung auch in schmale Mikroröhrchen garantiert; messtechnisch erhöhte Leistungen durch den deutlich fühlbaren sensiblen Hubanschlag.

Die neuen Pipetten sind einzeln oder in einem budgetfreundlichen TwiXS-Pack erhältlich. Dieser beinhaltet zwei Instrumente und einen Regalhalter. Sechs verschiedene Kombinationen stehen zur Auswahl, welche sich über die komplette Volumenreihe von 0,1 Mikroliter bis 1.000 Mikroliter erstreckt.

Weitere Informationen sowie eine Übersicht der gesamten Liquid Handling-Produktpalette von Socorex gibt es im Internet unter www. socorex.com

SOCOREX ISBA S.A. Susanne Henry Champ-Colomb 7 1024 Ecublens Schweiz Tel.: +41 -(0)-2165-16 00 0 Fax: +41 -(0)-2165-16 00 1 communication@socorex.com www.socorex.com

PromoCell

Neuer Zellbiologie-Katalog erschienen

Die extratiefe 2 ml-Mikroplatte mit quadratischen Vertiefungen ist bei Bedarf auch steril und frei von Ribonuklease beziehungsweise Desoxyribonuklease erhältlich. Sie wird in versiegelten Hüllen zu je fünf Platten in Vorratskartons mit 50 Stück geliefert. Die Platten können lange Zeit bei –80 °C gelagert werden, ohne die Leistung bei der Lagerung von Verbindungen zu beeinträchtigen.

Porvair Sciences bietet eine breite Palette von extratiefen Platten mit verschiedenen Volumina und Plattenformaten an. So verfügt das Unternehmen über die optimale Lösung für viele Anwendungen bei der Probenvorbereitung, -lagerung und allgemeinen Analyse. Weitere Information oder eine kostenlose Probe können angefordert werden bei Porvair Sciences Ltd. Porvair Sciences Ltd. Dr. Bill Bradbury Tel.: +44-(0)208-546-0869 info@primetek-solutions.com www.porvair-sciences.com 48 | 12. Jahrgang | Nr. 3/2011

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PromoKine bietet in seinem aktuellen Zellbiologie-Katalog eine Vielzahl fluorometrischer, kolorimetrischer und biolumineszenter Kits und Reagenzien zum sensitiven Nachweis von Zellviabilität, Zellproliferation, Zytotoxizität, Signaltransduktion, Seneszenz, Zellstress und Zellmetabolismus an.

Ein breites Sortiment an Apoptose-Kits (zum Beispiel zur Detektion und Quantifizierung von Caspase- und Kinase-Aktivität, Annexin V-Bindung, DNA-Fragmentierung) sowie zell-basierter Reportergen-Assays (GFP, β-Gal, Luziferase) steht ebenfalls zur Verfügung. Zahlreiche Fluoreszenzfarbstoffe und Kits zum Anfärben von Zellstrukturen, zum Nachweis zellulärer Prozesse und Markieren von Biomolekülen (Proteine, Antikörper und Nukleinsäuren) ergänzen das Angebot an zellbasierten Assays.

Weiterhin finden sich im neuen PromoKineKatalog Transfektionsreagenzien, Kits und Reagenzien zur Klonierung, Expression und Repression von Genen, Klonierungs-, Expressionsund Reporterplasmide, primäre und sekundäre Antikörper, rekombinante Proteine (z. B. Zytokine, Wachstumsfaktoren, Kinasen, Caspasen), ELISA-Kits sowie Produkte zum Nachweis und zur Eliminierung von Mykoplasmen.

Der Katalog kann kostenlos bestellt werden.

Eine PDF-Version steht unter unter www.promokine.info/catalog zum Download bereit.

PromoCell GmbH Britta Carolyn Krause Sickingenstr. 63/65 69126 Heidelberg Tel.: +49 (0) 6221-649 34-36 Fax: +49 (0) 6221-649 34-40 www.promocell.com www.promokine.info LABORWELT

01.06.2011 12:08:25 Uhr

Service Kalender Juni 2011 – September 2011

Veranstaltungskalender 30.6.11 MSc Course NanoBioSciences & Nano Medicine (Application Deadline), Wien Info: Sabine Siebenhandl, Danube Universität Krems (Tel.: +43-2732-893-2635, Fax: +43-2732-893-4600, E-Mail: sabine.siebenhandl@donau-uni.ac.at, Web: www.nanobiomed.at)

10.-11.6.11 2nd BIO.NRW (PhD) Student Convention – Doktoranden Kongress Life Science, Leverkusen Info: BIO.NRW Cluster Biotechnologie NordrheinWestfalen (Web: www.bio.nrw.de/studentconvention) 13.-17.6.11 Developments in Real-Time PCR - From Preanalytics to Molecular Diagnostics, Prag Info: TATAA Biocenter (E-Mail: symposium@tataa. com, Web: www.qpcrsymposium.eu) 15.6.11 IBN2011 – Neue Technologien für eine BioÖkonomie – Nachhaltigkeit bei Rohstoffen, Prozessen und Produkten, Hamburg Info: Gerlinde Loebkens, TuTech Innovation GmbH (Tel.: +49-40-76629-6551, E-Mail: loebkens@ tutech.de, Web: http://ibnord.de/ibn2011/)

7. Juli 2011, Berlin

BMBF-Strategieprozess Der 2. Jahreskongress zum 2010 gestarteten BMBF-Strategieprozess „Nächste Generation biotechnologischer Verfahren – Biotechnologie 2020+“ präsentiert erste Ergebnisse des Prozesses . Info: www.biocom.de/events 24.6.11 jobs@swissbiotech, Basel Info: Swiss Biotech Association (Web: www.swissbiotech.org/events)

13.-17. Juni 2011, Prag

Symposium zur qPCR Das in diesem Jahr in Prag veranstaltete Symposium „Developments in Real-time PCR – From Preanalytics to Molecular Diagnostics“ bietet ein umfassendes qPCRUpdate mit wissenschaftlichem Kongress, Industrieausstellung und interaktiven Workshops. Info: www.qpcrsymposium.eu 20.6.11 Abschlussprämierung Science4Life Venture Cup 2011, Frankfurt am Main Info: Science4Life e.V. (Tel.: +49-700-0077 4477, Fax: +49-700-0077 4466, Web: www.science4life.de) 21.-22.6.11 PerMediCon 2011, Köln Info: Nicole Endewardt, Köln Messe (Tel.: +49-221-821-3427, E-Mail: n.endewardt@koelnmesse.de, Web: www.permedicon.de) LABORWELT

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28.-29.6.11 Endotoxin and Pyrogen Testing, Heidelberg Info: CONCEPT Heidelberg/European Compliance Academy (E-Mail: info@concept-heidelberg.de, Web: www.gmp-compliance.org/eca_seminar_6883.html)

1.7.11 Update Gentechnikrecht, Bochum Info: Dr. Kirsten Bender, AdvoGenConsulT (Tel.: +49-234-956-6222, Fax: +49-234-956-6223, E-Mail: info@advogenconsult.de, Web: www.advogenconsult.de) 6.-8.7.11 3nd WIN Symposium, Paris Info: Vladimir Lazar, WIN Association (Tel.: +33 (0) 142 11 40 20, E-Mail: vladimir.lazar@igr.fr, Web: www.winconsortium.org) 7.7.11 Prüfpflichtige Sicherheitseinrichtungen im Labor, Bonn Info: Haus der Technik, Essen (E-Mail: hdt@hdt-essen.de, Web: www.hdt-essen.de)

29.6.11 Forschungstag Lebenswissenschaften, Heidelberg Info: Rudi Beer, Baden-Württemberg Stiftung gGmbH (E-Mail: beer@bwstiftung.de, Web: www.bwstiftung.de/forschungstag) 29.6.-1.7.11 10th International Bio Forum & Bio Expo Japan, Tokio Info: Nomura, Kayo, Reed Exhibitions Japan Ltd. (Tel.: +81-3-3349-8509, E-Mail: nomurak@reedexpo.co.jp, Web: www.bio-expo.jp/en/) 30.6.-1.7.11 European Lab Automation Congress 2011, Hamburg Info: Matthew Ames, Select Biosciences (Tel.: +44 (0)1787 315119, E-Mail: m.ames@selectbiosciences.com, Web: www.selectbiosciences.com/conferences/ ELA2011/)

21.-23. September 2011, Heringsdorf

Zehn Jahre ScanBalt Zum 10-jährigen Jubiläum des Netzwerkes der Life Sciences-Initiativen aller Ostseeanrainerstaaten steht das diesjährige ScanBalt-Forum unter dem Motto „10 Years ScanBalt – Towards a Balanced Development in the Baltic Sea Region”. Bei dem Treffen auf der Insel Usedom sind unter anderem internationale Kooperationen und die ScanBalt Health-Region Schwerpunktthemen. Infos: www.scanbaltforum2011.eu 12. Jahrgang | Nr. 3/2011 | 49

03.06.2011 12:17:05 Uhr

Ausblick

Biobanken – Deutschland investiert in Zukunft von Thomas Gabrielczyk, Redaktion LABORWELT Biomarker als Basis für die bessere Stratifizierung von Arzneimittelrespondern werden angesichts steigender Prozentsätze zielgerichteter Therapien in den Pharma-Pipelines immer wichtiger – laut einer aktuellen Studie von Datamonitor („Case Study in Personalised Cancer Therapy“) vor allem zunächst in der Onkologie. Einen Anteil von 50%-70% von Targeted Therapies an den derzeit entwickelten Therapien gegen Brust-, Lungen- und Prostatakrebs haben die Marktforscher ausgemacht und damit einen erhöhten Bedarf an Companion Diagnostics. Noch lassen sich die von den Behörden zugelassenen Krebs-Companion Diagnostics an den Fingern einer Hand abzählen. Doch gleichwohl ist der Hype um die personalisierte – oder besser stratifizierte – Medizin gigantisch. Versprechen die begleitenden Diagnostika doch eine verbesserte Therapieauswahl, höhere Akzeptanz bei Zulassungsbehörden, Ärzten und Erstattern sowie die exklusive Sicherung eines wohldefinierten Marktsegmentes zusätzlich zum Patentschutz bei gleichzeitiger Senkung der Entwicklungsrisiken.

Um den Schatz der Biomarker zu heben, zahlt die Bundesregierung jetzt ein und stärkt sichtbar die Bündelung und Schaffung von Proben- und Datensammlungen – sogenannten Biobanken –, in denen Forscher nach vielversprechenden Biomarkern suchen können. Die 17 Mio. Euro, die das Bundesforschungsministerium im Rahmen der Nationalen Biobank-Initiative in die Vernetzung und Standardisierung der Biobanken an den Standorten Kiel, Aachen, Würzburg, Berlin und Heidelberg investiert, sind indes nur der Anfang. Ende April wurde auch das Großprojekt Nationale Kohorte positiv evaluiert, in dessen Rahmen die Entstehung von Volkskrankheiten an 200.000 gesunden Freiwilligen prospektiv verfolgt werden soll. Zwar gibt es noch einige Hürden bis zum Förderbescheid.

Gleichwohl scheint es ausgemacht, dass Deutschland sich in der Schaffung der biomedizinisch wichtigen Biobank-Ressourcen weltweit führend etablieren will.

Der Ansatz, in die Bündelung und Standardisierung krankheitsbezogener Biobanken als auch den Aufbau einer populationsbezogenen 200 Mio . Euro-Biobank zu investieren, verfolgt komplementäre Ziele . Laut Michael Hummel, dem Koordinator der Vernetzung und Zentralisierung von zehn Biobanken an der Berliner Charité, ist das Auffinden geeigneter Patientenpopulationen für bereits zugelassene Medikamente eine Sache von wenigen Jahren und verspricht bereits eine große Verbesserung bei der Therapieauswahl . Die Bündelung von Biobanken im Rahmen der Nationalen Biobank-Initiative kann aus seiner Sicht bereits kurzfristig große Wirkung erzielen . Großen langfristigen Nutzen bei der Identifizierung von Krankheitsursachen verspricht dagegen die vom Münchener Biobank-

BIOCOM Media GmbH Stralsunder Straße 58–59 13355 Berlin, Germany Tel./Fax: 030/264921-0 / 030/264921-11 laborwelt@biocom.de www.biocom.de Redaktion Dipl.-Biol. Thomas Gabrielczyk Tel.: 030/264921-50

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Vorschau Heft 4/2011

Zugriff auf verborgene Schätze Mit der Nationalen Initiative will der Bund Forschern Zugriff auf die bisher sorgsam von Pathologen gehorteten (Proben-)Schätze gewähren . Eine große Herausforderung – auch für die TMF, die durch Einrichtung eines Biobankregisters detaillierte Infomationen über den Biobank-Bestand und die -Projekte verfügbar machen und den Forschern als Plattform dienen soll . Zunächst gilt es aber, an den Standorten Strukturen zu schaffen, die die vorhandenen Ressourcen für alle sichtbar machen .

Anzeigenleitung Oliver Schnell Tel. 030/264921-45, o.schnell@biocom.de Leserservice Angelika Werner, Tel. 030/264921-40 Graphik-Design Michaela Reblin Druck: Druckhaus Humburg GmbH, 28325 Bremen

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Astra Biotech GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Beckman Coulter GmbH . . . . . . . . . . . . . . . U2 Biocrates Life Sciences AG . . . . . . . . . . . . . 13 BioEurope 2011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Biometra GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 BIO .NRW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . U3 Bio&Sell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Candor Bioscience GmbH . . . . . . . . . . . . . 29 DASGIP AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Deutsche Messe AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Fluidigm Europe B .V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Fördergesellschaft IZB mbH . . . . . . . . . . . 11 Microsynth AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 New England Biolabs GmbH . . . . . . . . . . . U4 Porvair Sciences Ltd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Promega Deutschland GmbH . . . . . . . . . 21 PromoCell GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Sartorius Stedim Biotech . . . . . . . . . . . . . . 15 SOCOREX ISBA S .A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Thermo Fisher Scientific . . . . . . . . . . . . . . 25 UBMi B .V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Experten Prof . Dr . Erich Wichmann federführend vorangetriebene Nationale Kohorte .

Impressum LABORWELT (ISSN 1611-0854) erscheint zweimonatlich im Verlag der

Inserentenverzeichnis

Für einen regelmäßigen Bezug von LABORWELT ist eine kostenlose Registrierung unter www.biocom.de oder per Fax erforderlich.

Namentlich gekennzeichnete Beiträge stehen in der inhaltlichen Verantwortung der Autoren.

Alle Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.

Ohne schriftliche Genehmigung des BIOCOM Verlages darf kein Teil in irgendeiner Form reproduziert oder mit elektronischen Systemen verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. © BIOCOM Media GmbH, Berlin

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Thema

Diagnostik

Durch neue Technologien speziell aus den Life Sciences tun sich in der klinischen Diagnostik neue Wachstumspotentiale auf: Statt mit 2-3% wächst die in vitro- und molekulare Diagnostik derzeit viermal schneller als der klassische Markt . Neben neuen Omics- und Imagingverfahren präsentieren Forscher und Firmen im LABORWELT-Themenheft „Diagnostik“ die gesamte Breite etablierter und neuer Verfahren – von Immuntests bis zu Next-Gen-Sequencing-Verfahren .

Marktübersicht: MTP-Reader

Werbekunden bietet diese Ausgabe eine optimale Plattform für ihre Produkt-und Imageanzeigen . Reservieren Sie Ihren Werbeplatz in der LABORWELT-Themenausgabe bis spätestens zum 9 . September 2011 .

Ergänzend zum Themenschwerpunkt „Diagnostik“ veröffentlichen wir eine Marktübersicht „MTP-Reader“ . Informationen zu Ihrer möglichen Teilnahme gibt Oliver Schnell (Tel .: +49-30-264921-45, E-Mail: o .schnell@biocom .de) .

LABORWELT

03.06.2011 12:26:31 Uhr

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Monoclonal Antibodies,

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XP monoclonal antibodies are generated using XMT™ technology, a proprietary monoclonal method developed at Cell Signaling Technology. This technology provides access to a broad range of antibody-producing B cells unattainable with traditional monoclonal technologies, allowing more comprehensive screening and the identification of XP monoclonal antibodies.

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As with all of our antibodies, the antibody is specific to your target of interest, saving you valuable time and resources.

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XMT Technology coupled with our extensive antibody validation and stringent quality control delivers XP monoclonal antibodies with eXceptional Performance in the widest range of applications.

Above: Confocal IF analysis of rat cerebellum using β3-Tubulin (D71G9) XP™ Rabbit mAb #5568 (green) and Neurofilament-L (DA2) Mouse mAb #2835 (red). Blue pseudocolor = DRAQ5® #4084 (fluorescent DNA dye).

© 2011 Cell Signaling Technology, Inc. XMT™, XP™ , eXceptional Performance™, CST™, and Cell Signaling Technology® are trademarks of Cell Signaling Technology, Inc. / DRAQ5® is a registered trademark of Biostatus Limited

XP™ monoclonal antibodies are a line of high quality rabbit monoclonal antibodies exclusively available from Cell Signaling Technology. Any product labeled with XP has been carefully selected based on superior performance in all approved applications.

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