ECM für 3D-Zellkultur

Ende 2022 begann BIOMEX mit der Suche nach Alternativen zu herkömmlichen Extrazellulären Matrix-Modellen (ECM), nachdem es wiederholt zu Lieferverzögerungen, Qualitätsproblemen und biologischen Einschränkungen bei den verfügbaren Produkten gekommen war.

Humane Lösung gesucht

Diese Hindernisse verzögerten Organoidstudien und bremsten Forschungskooperationen. Eine geeignete Lösung musste biologisch relevant, ethisch unbedenklich und skalierbar sein – mit Fokus auf Materialien humanen statt tierischen Ursprungs.

Vom Konzept zur Umsetzung

Die Entwicklung einer humanen ECM erforderte über 18 Monate intensive Forschung. Die ethisch einwandfreie Beschaffung humaner Gewebe brachte sowohl logistische als auch regulatorische Herausforderungen mit sich. Ebenso entscheidend war die Erhaltung der nativen biologischen Struktur während der Verarbeitung. Nach umfangreichen Tests und Optimierungen wurde eine neue humane Hydrogelmatrix entwickelt, die sich sowohl für 2D-Stammzellkulturen als auch
für 3D-Organoidsysteme eignet.

Biologische Relevanz

Die entwickelte humane ECM ist eine echte Neuerung, ein Durchbruch: sie unterstützt zentrale zelluläre Prozesse wie Adhäsion, Proliferation und Differenzierung – vergleichbar mit natürlichen Bedingungen ähnlich des menschlichen Körpers. Im Gegensatz zu tierischen Matrices weist sie eine geringe Chargenvariabilität und eine verbesserte Reproduzierbarkeit auf. Sie geliert bei 37 °C, ist einfach in der Handhabung und fügt sich gut in bestehende Laborabläufe ein. Forschungsteams, die erste Teste und Experimente damit durchführen konnten, berichten von konsistenteren Ergebnissen.

Mehr möglich mit homoGel

Nach der Erstentwicklung und den erfolgreichen Tests zeigt sich, dass noch ein größerer Raum für Entwicklungen und eine größere Nachfrage besteht. Derzeit werden gewebspezifische Varianten für Leber-, neuronale und kardiale Zellen entwickelt. Diese sollen die Einsatzbereiche erweitern, die physiologische Relevanz und Überlegenheit beweisen und damit neue Anwendungsmöglichkeiten in der Krankheitsforschung eröffnen. Parallel dazu wird die Skalierbarkeit der Produktion verbessert, um die Verfügbarkeit in kommerziellen wie auch akademischen Forschungseinrichtungen zu erhöhen.

Ein neuer Standard für ECMs

HomoGel schlägt eine Brücke zwischen biologischer Präzision und ethischer Verantwortung. Angesichts des zunehmenden von Regulierungs- und Zulassungsbehörden geforderten Wechsels von Tierversuch und tierischen Modellsystemen hin zu humanrelevanten, tierfreien Modellen, bietet die humane Matrix eine zukunftsfähige Grundlage für reproduzierbare und verantwortungsvolle biomedizinische Forschung.

Dieser Gastbeitrag von Dr. Djeda Belharazem & Dr. Manish Kumar, BIOMEX GmbH, ist dem Laborwelt-Spezial in |transkript 2/2025 entnommen.