Cell-Painting-Assays – ein vielversprechendes Werkzeug zur Risikobewertung der nächsten Generation
Um Tierversuche zu reduzieren, zu verfeinern oder zu ersetzen (3R-Prinzip), entwickeln Forschende am Fraunhofer ITEM neue methodische Ansätze – sogenannte »New Approach Methodologies« (NAMs) –, um potenzielle toxische Wirkungen von chemischen Verbindungen und Prozessen zu charakterisieren. Mithilfe eines leistungsfähigen Werkzeugs – der Zellfärbungstechnologie »Cell-Painting« (CP) – können Forschende bereits in einem frühen Stadium eine Beeinträchtigung der Zellgesundheit nach einer Exposition gegenüber Stressfaktoren erkennen, wie sie z. B. durch Veränderungen im Zellstoffwechsel oder durch genetische Störungen verursacht wird. CP ist ein bildbasierter High-Content-Multiplex-Assay, bei dem verschiedene Zellkompartimente gleichzeitig mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt werden. Mithilfe automatisierter Bildanalyse können mit CP mehr als 5000 Merkmale einer Zelle erfasst werden, die gemeinsam einen »zellulären Fingerabdruck« bilden. Dieser spiegelt verschiedene biologische Reaktionen wider, die durch schädliche Substanzen oder Prozesse ausgelöst wurden.