DebrisIndex™

Überwachen Sie Produktionsläufe mit DebrisIndex™

DebrisIndex™ ist ein Tool zur Überwachung von Produktionsläufen, das die Menge an Debris in Ihrer Kultur im Verhältnis zu Ihrer Zellkonzentration ausliest. Das Tool ist eine Funktion des NucleoCounter® NC-202™ und der dazugehörigen NC-View™ Software.

Nutzen Sie den DebrisIndex™ als zusätzlichen Prozessparameter, um wichtige Entscheidungen zu treffen: Wann gehen Sie mit Ihrer Zellkultur in den nächsten Schritt des Produktionsprozesses? Zusammen mit Messungen der Zellkonzentration, der lebenden und toten Zellen zeigt der DebrisIndex™ die Fitness Ihrer Bioreaktor-Zellkultur an.

So funktioniert DebrisIndex™

Herkömmliche automatisierte Zellzähler können nicht ohne weiteres zwischen lebenden Zellen und totem Zellmaterial wie apoptotischen Körpern oder denukleierten Zellen unterscheiden. Dieses Zellmaterial wird als Gesamtzellen gezählt, da es morphologisch intakten Zellen ähneln kann, was zu einer Überschätzung der Gesamtzahl der Zellen führt.

DebrisIndex™ verwendet die leistungsstarken Zellfärbungen Acridinorange (AO) und 4′,6-Diamidino-2-Phenylindol (DAPI), die zelluläres Material bzw. tote Zellkerne anfärben. Der automatisierte Zellzähler NucleoCounter® NC-202™ mit seiner NC-View™ Software, erfasst und analysiert die Färbeintensitäten für eine dreifache Auslesung: Lebende Zellen, tote Zellen und Trümmer. Darüber hinaus ermöglicht es zahlreiche nützliche Parameter: Viabilität, Zellkonzentration, Zellgröße (Durchmesser), Aggregationsgrad und DebrisIndex™.

Angenommen, in einer Zellkultur befinden sich insgesamt neun Zellen, wie im Diagramm beispielhaft dargestellt. Je nach Zellzählverfahren können diese Zellen als vier lebende Zellen (dargestellt als gelbe Zellkerne) und zwei tote Zellen analysiert werden. Bestimmte Softwarealgorithmen würden dieselbe Probe analysieren und die Ergebnisse als fünf tote Zellen anzeigen (Aufzeichnung des grauen Zellkerns und aller unregelmäßig geformten Zellen). Die Verwechslung von Trümmern mit toten Zellen führt zu einem Anstieg der Zellzahl, auch wenn Ihre Zellkultur eine geringe Viabilität aufweist. Der NucleoCounter® NC-202™ liefert detailliertere Ergebnisse bei der Analyse toter Zellen, da er eine tote Zelle (dargestellt als rund geformte Zelle mit grauem Kern) und vier Trümmerereignisse (die unregelmäßig geformten Zellen) aufzeichnet, für einen DebrisIndex™ von 80 (= Trümmerereignisse/Gesamtzellzahl × 100).

Abschließend werden lebende und tote Zellen durch den NucleoCounter® NC-202™ genauer definiert als a) intakte lebensfähige Zellkerne; b) tote Zellkerne und c) Trümmer, d.h. alles, was einer Zelle ähnelt, aber keinen intakten Zellkern hat.

Verwendung von DebrisIndex™ in Produktionsverfahren

Sie erhalten zuverlässigere Ergebnisse, wenn Sie die toten Zellen von apoptotischen Körpern und anderen zellähnlichen Zellresten trennen. Der DebrisIndex™ gibt Aufschluss über die allgemeine Kondition und Fitness Ihrer Zellkultur. Sie können daher vom DebrisIndex™ als zusätzlichem Prozessparameter profitieren, der Ihnen hilft, Ihre Zellkultur auf den nächsten Schritt im Produktionsverfahren zu bringen.

Nährstoffmangel von HEK293-Zellen

Die Nützlichkeit des DebrisIndex™ lässt sich am besten an einer HEK293-Zellkultur demonstrieren; ein Anstieg der Anzahl toter Zellen und der DebrisIndex™-Daten korreliert mit einer Abnahme der Anzahl lebensfähiger Zellen. Dies zeigt an, dass das Wachstum der Zellkultur sein Wachstumsmaximum erreicht hat und Nährstoffkonkurrenz und Zelltrümmer das weitere Zellwachstum hemmen.

Das Diagramm zeigt die Entwicklung der Anzahl lebender und toter Zellen sowie der DebrisIndex™-Daten in einer HEK293F-Zelllinie während einer 18-tägigen Dauerkultur bei Nährstoffmangel.

Bioreaktorkultur von CHO-Zellen

Der DebrisIndex™ kann auch in Zellkulturen mit hoher Viabilität eingesetzt werden. Die CHO-Zellkulturdichte wächst, bis nach den ersten acht Tagen in Kultur ein Palteau erreicht ist. Die Anzahl der toten Zellen steigt während der Kulturdauer langsam an, bleibt aber aufgrund der guten Kulturbedingungen niedrig. DebrisIndex™-Daten sind erst ab Tag 12 nachweisbar. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Anzahl der toten Zellen langsam an, was darauf hindeutet, dass die Zelldichte ihre maximale Kapazität erreicht hat und die Zellen beginnen, sich aufzulösen, was durch die Entstehung von Trümmern sichtbar wird.

Das Diagramm zeigt die Entwicklung der Anzahl lebender und toter Zellen sowie der DebrisIndex™-Daten bei einer CHO-Zelllinie während einer 14-tägigen Kultur in einem Bioreaktor (Fed-Batch-Kultur).

Nachweis einer Hefeinfektion in Zellkulturen

Wenn das Wachstumsmuster einer Zellkultur gut definiert ist, kann DebrisIndex™ zum Nachweis von Hefepilzinfektionen verwendet werden. Ungewöhnliche Zeitpunkte oder große Schwankungen des DebrisIndex™ in Standardproduktionsläufen deuten auf eine unregelmäßige Anhäufung von Trümmern hin, die möglicherweise von einer Kontamination der Zellkultur herrühren und weitere Untersuchungen erforderlich machen. Im Gegenteil: Wenn Sie ein minimales und erkennbares Muster in Ihrem DebrisIndex™ beobachten, können Sie darauf vertrauen, dass Ihr Produktionsverfahren ein Erfolg ist.