Die RNA-Interferenz ist eine leistungsfähige Technologie für die Anwendung im Hochdurchsatz-Screening von Zellen. Endpunktanalysen bieten immer nur eine Momentaufnahme des Phänotyps der Zelle; der zeitliche Verlauf der Zellentwicklung kann nicht beobachtet werden. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Stefan Wiemann und Ulrich Tschulena in der Abteilung Molekulare Genomanalyse des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg setzte daher das xCELLigence MP Instrument von Roche (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY) ein, um die Zellproliferation ohne Markierung oder Modifizierung der untersuchten Zellen zu messen. In der Juliausgabe des Fachmagazins PLoS ONE Online (Zhang et al. 2011 PLoS ONE 6(7)) zeigen sie, dass die Stärke der Impedanz positiv korreliert mit der Zahl der an den Elektroden des Gerätes haftenden Zellen. Die Impedanzmesswerte sind dabei nicht nur ein Maß für die Zahl der Zellen, sondern auch für die Qualität ihrer Interaktion mit ihrem Substrat, so dass diese Technologie eine empfindliche und zuverlässige Methode zur Beurteilung des Zellstatus, also Morphologie, Adhäsion und Viabilität der Zellen, darstellt.
Das Heidelberger DKFZ-Team integrierte das xCELLigence MP Instrument von Roche in ein Hochdurchsatzsystem zur Untersuchung der Effekte einer großen Zahl verschiedener siRNAs (small interfering RNAs) auf Zellen. Unter Verwendung einer humanen siRNA-Bibliothek wurde ein Screening des gesamten Kinoms durchgeführt, bei dem 779 Kinasen und 80 Zellzyklusgene herunterreguliert werden sollten. Nach der RNAi-Transfektion bestimmten die Forscher in Echtzeit durch Verfolgen der Dynamik der Zellreaktionen die Zellproliferation. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die Messungen des xCELLigence Systems mit den parallel durchgeführten konventionellen Endpunktanalysen korrelierten. Im Einzelnen wurden zur Messung der Zellviabilität die Systeme CellTiter-Blue von Promega sowie das WST-1 Cell Proliferation Reagent von Roche verwendet. Die Genexpression wurde mit qRT-PCR quantifiziert. Die dynamischen Daten des xCELLigence Systems machten es möglich, den Zeitpunkt nach der Transfektion, an dem der Effekt jeweils am größten war, zu identifizieren und die Gene anhand dieses Zeitpunkts zu sortieren.
"Wir haben ein RNAi-Screening des menschlichen Kinoms durchgeführt und dafür das xCELLigence Instrument mit dem elektrischen Parameter Impedanz als Messsystem gewählt; damit konnten wir zuvor gefundene inhibitorische Gene der Zellproliferation validieren und außerdem Aktivatoren der Zellproliferation finden. Unsere Daten zeigen, dass die Technologie des xCELLigence Systems für das Hochdurchsatz-Screening eingesetzt werden kann, was neue Möglichkeiten zur Analyse der Dynamik des Zellphänotyps nach RNAi-Transfektion oder anderen Manipulationen eröffnet", fasst Stefan Wiemann zusammen, einer der Autoren der Veröffentlichung und Leiter der Abteilung Molekulare Genomanalyse am DKFZ.
Beim xCELLigence MP Instrument kommen eine eigene Software und E-Plates 96 zum Einsatz, um die Impedanz von Zellen mittels Sensorelektroden zu messen. Durch die computergenerierte Signalerzeugung und das automatische Frequenz-Scanning ist eine kontinuierliche und präzise Überwachung der Veränderungen des Zellverhaltens in 96-Well-Platten möglich.
Das Heidelberger DKFZ-Team integrierte das xCELLigence MP Instrument von Roche in ein Hochdurchsatzsystem zur Untersuchung der Effekte einer großen Zahl verschiedener siRNAs (small interfering RNAs) auf Zellen. Unter Verwendung einer humanen siRNA-Bibliothek wurde ein Screening des gesamten Kinoms durchgeführt, bei dem 779 Kinasen und 80 Zellzyklusgene herunterreguliert werden sollten. Nach der RNAi-Transfektion bestimmten die Forscher in Echtzeit durch Verfolgen der Dynamik der Zellreaktionen die Zellproliferation. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die Messungen des xCELLigence Systems mit den parallel durchgeführten konventionellen Endpunktanalysen korrelierten. Im Einzelnen wurden zur Messung der Zellviabilität die Systeme CellTiter-Blue von Promega sowie das WST-1 Cell Proliferation Reagent von Roche verwendet. Die Genexpression wurde mit qRT-PCR quantifiziert. Die dynamischen Daten des xCELLigence Systems machten es möglich, den Zeitpunkt nach der Transfektion, an dem der Effekt jeweils am größten war, zu identifizieren und die Gene anhand dieses Zeitpunkts zu sortieren.
"Wir haben ein RNAi-Screening des menschlichen Kinoms durchgeführt und dafür das xCELLigence Instrument mit dem elektrischen Parameter Impedanz als Messsystem gewählt; damit konnten wir zuvor gefundene inhibitorische Gene der Zellproliferation validieren und außerdem Aktivatoren der Zellproliferation finden. Unsere Daten zeigen, dass die Technologie des xCELLigence Systems für das Hochdurchsatz-Screening eingesetzt werden kann, was neue Möglichkeiten zur Analyse der Dynamik des Zellphänotyps nach RNAi-Transfektion oder anderen Manipulationen eröffnet", fasst Stefan Wiemann zusammen, einer der Autoren der Veröffentlichung und Leiter der Abteilung Molekulare Genomanalyse am DKFZ.
Beim xCELLigence MP Instrument kommen eine eigene Software und E-Plates 96 zum Einsatz, um die Impedanz von Zellen mittels Sensorelektroden zu messen. Durch die computergenerierte Signalerzeugung und das automatische Frequenz-Scanning ist eine kontinuierliche und präzise Überwachung der Veränderungen des Zellverhaltens in 96-Well-Platten möglich.
