iPS-Zellen nun in Zellkultur-Schalen einfrierbar

Lebensfähigkeit und Pluripotenz bleiben laut Wissenschaftlern der Kobe University erhalten

Kryokonservierung: iPS-Zellen behalten ihre Eigenschaften (Foto: Uchida Satoru, kobe-u.ac.jp)

Kobe (pte010/18.12.2025/10:30)

Innduzierte pluripotente Stammzellen, sogenannte iPS-Zellen, lassen sich mit einem neuen Verfahren von Forschern der Kobe University direkt in ihren Zellkultur-Schalen einfrieren, ohne dass dadurch nach dem Auftauen ihre Lebensfähigkeit oder ihr undifferenzierter Zustand verloren geht. Für die Automatisierung der Forschung, personalisierte Medizin und die Arzneimittelforschung bedeutet dies einen wichtigen Fortschritt.

Bisher keine Massenproduktion

iPS-Zellen sind aus jedem Gewebe des menschlichen Körpers herstellbar. Sie verfügen über die Fähigkeit, sich in eine ganze Reihe von Geweben umzuwandeln. Laut Bioverfahrenstechniker Tatsuo Maruyama machten bisher unter anderem die Produktion und die Kryokonservierung der iPS-Zellen diese sehr teuer. Zudem waren sie nicht zur Massenproduktion geeignet. Das entscheidende Problem: Bisher gab es kein Verfahren für die Kryokonservierung in der Zellkultur-Schale. Die iPS-Zellen wachsen dort in 2D-Zellkulturen.

Wissenschaft verwendet D-Prolin

Laut Maruyama hatten die Forscher bereits entdeckt, dass die Aminosäure D-Prolin über eine bemerkenswerte Wirksamkeit als Kryoschutzmittel verfügt. Dem Team gelang zudem der Nachweis, dass von Tieren stammende Materialien wirksame Kryoschutzmittel für die Zellen von Säugetieren sind.

Für Zellkulturen sind sie jedoch nicht geeignet. Die von Tieren stammenden Substanzen können die Stammzellen dazu bringen, sich zu differenzieren und damit verlieren sie ihre Pluripotenz. Zudem beststeht bei nachgelagerten Anwendungen die Gefahr einer Verunreinigung, heißt es.

Erstmaliger Durchbruch

Im "Biochemical Engineering Journal" haben die Forscher ein neues Verfahren der Kryokonservierung von iPS-Zellschichtkulturen veröffentlicht. Entscheidend dafür ist, dass die Zellviabilität, also ihre Lebensfähigkeit, auch nach drei Monaten Tiefkühllagerung erhalten bleibt.

Außerdem bleibt laut den Forschern auch die Pluripotenz, also die Fähigkeit, sich zu jedem Zelltyp des Körpers zu differenzieren, erhalten. Erstautor Morita Kenta zufolge ist es gelungen, die kostengünstige Aminosäure D-Prolin als primäres Kryoprotektivum, also als Gefrierschutzmittel, einzusetzen.

Entscheidend war es, die Zelladhäsion, die Kontakte zwischen den Zellen, vor dem Einfrieren durch eine kurze Enzymreaktion zu schwächen. So konnte das Kälteschutzmittel Kryoprotektivum leichter in die Zellen eindringen. Zusätzlich verringerte sich die materielle Belastung der Zellen und damit auch die Schädigung durch das Einfrieren.

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