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Entwicklung eines Anlagenkonzeptes zur Proliferation von primären, antigen-spezifischen T-Zellen
   
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Stephan Meier
Master of Science Chemical Engineering
Studium: Chemieingenieurwesen, FAU Erlangen
Tätigkeit: nicht mehr am Lehrstuhl; Promotion abgeschlossen


Zur Erzeugung autologer T-Zell-Transplantate wurde ein Reaktorsystem unter Verwendung einer Immobilisatstrategie entwickelt. Bei dem entwickelten Reaktorsystem handelt es sich um eine Wirbelschicht im ˜ 5 Millilitermaßstab, die in ihrem hydrodynamischen und Stoffaustauschverhalten charakterisiert wurde. Die Diffusionseigenschaften der verwendeten Immobilisate wurden ebenfalls im Vorfeld der Kultivierungen untersucht. Alle Kulturen wurden in ˜ 500 µm durchmessenden Mikrohohlkugeln aus Natrium-Cellulosesulfat / Polydiallyldimethylammoniumchorid immobilisiert und hierin für 14 Tage kultiviert. Kultiviert wurden Jurkat-T-Zellen, CD3+- sortierte, primäre T-Zellen und Adenovirus-spezifische (AdV+), primäre T-Zellen mit bestrahltem Feeder-Layer. Es konnte gezeigt werden, dass alle oben angegebenen Zelltypen erfolgreich expandiert werden können. Hierbei wurde für die Jurkat-T-Zelllinie eine Expansion von 5 ×106ml -1 auf 1,1×108ml -1 ermittelt; Für die CD3+-Kultur ergab sich eine Expansion von 4,8 ×106 ml -1 auf 4,2 ×107 ml -1 , während die Population der antigenspezifischen T-Zellen von 5 ×104 ml -1 auf 4,7 ×106ml -1 proliferiert werden konnte. Neben der zweitägigen Aufnahme der Zellzahlverläufe über ein Resazurin-Assay wurden simultan die Prozessparameter Glukose, Laktat, Sauerstoffpartialdruck und die Konzentration der Zytokine IL-2, IL-4, IFN - g und TGF - b kontinuierlich bzw. täglich quantifiziert. Nach jeder Kultivierung von primären Zellen wurde zusätzlich eine durchflusszytometrische Analyse der Zellen durchgeführt, um zusammen mit den gemessenen Zytokinkonzentrationen eine Aussage über das Differenzierungsverhalten im Kultursystem zu erlauben. Hier wurden keine signifikanten Abweichungen gefunden. Die Daten der Zytokinmessungen korrelierten gut mit den Ergebnissen aus den Resazurinmessungen, ebenso mit den durchgeführten durchflusszytometrischen Messungen.
 

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Schwerpunkte:

  • Fernziel war die Entwicklung eines vollständigen verfahrenstechnischen Ansatzes zur Expansion der T-Zellen unter Beibehaltung ihrer antigen-spezifischen Eigenschaften.
  • Die Parameter der Verkapselung sollten hinsichtlich der Vitalitïät der Zellen und der Expansion optimiert und ein Reaktormodell zur Realisierung der Expansionsaufgabe entwickelt werden.


 

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