Technologien und Geräte
Hier finden Sie eine Auswahl an Technologien, Ressourcen und Geräten, die im Institut für Pharmakologie und Toxikologie zur Verfügung stehen.
Technologien und Ressourcen
We generate high-titer third generation lentiviral vectors for in vitro and in vivo experiments. We routinely use these vectors for both overexpression and knock-down of genes using shRNA or CRISPR/Cas9 technology. Our viral vectors are generated by transient transfection of HEK293T producer cells with lentiviral constructs, followed by ultracentrifugation-based purification and concentration.
Die Untersuchung von großen Datenbanken bestehend aus niedermolekularen Verbindungen und interferierender RNA ist seit vielen Jahren ein Hauptbestandteil der Arzneimittelforschung.
In unserem Labor wenden wir diese Methode an, um neue pharmakologische und/oder Stoffwechselwege zu entdecken, die wir uns in der Behandlung der Adipositas zu Nutze machen können. Hierfür setzen wir auf hochmoderne Automatisierung: Zellen werden mit Hilfe des LLC FlowJo-Systems automatisch und präzise ausgesät während mit der Roboter-unterstützen Agilent Bravo-Plattform die Flüssigkeitsförderung verwaltet werden. Diese Automatisierung erlaubt es uns, bis zu 10.000 Substanzen gleichzeitig zu untersuchen.
Um anschließend die untersuchten Substanzen zu detektieren, nutzen wir das PerkinElmer EnSpire-System, dessen Technik auf einem multimodalen Absorptionsverfahren beruht sowie den Mikroskopie-basierten BioTek Cytation 5 Plattenleser. Hiermit können wir ein großes Spektrum an verschiedenen Assays und Parametern bestimmen.
Die vollständige Charakterisierung des Metaboloms erfordert eine verlässliche Identifizierung unterschiedlichster Metabolite in unseren Proben, welches unter Nutzung der hochauflösenden Massenspektrometrie akkurat adressiert wird. Aus verschiedenen biologischen Probenmatrices werden die Stoffwechselprodukte quantitativ extrahiert, chromatographisch aufgetrennt und mittels hochauflösender Massenspektrometrie sensitiv bestimmt. So können nicht nur einzelne Metabolite zuverlässig identifiziert und quantifiziert werden, sondern auch komplexe Stoffwechselkaskaden in den Adipozyten detailliert untersucht werden.
Essentieller Forschungsschwerpunkt am Institut für Pharmakologie und Toxikologie ist die Untersuchung metabolischer Signalwege und die Identifizierung von potentiellen Zielstrukturen im braunen und weißen Fettgewebe, um langfristig Therapien zur Behandlung der Adipositas entwickeln zu können.
Um Proteine und Zielstrukturen in hoher Auflösung in den einzelnen Zelltypen eines Gewebes darstellen zu können, nutzen wir das CODEX Imaging System der Firma AKOYA Biosciences. CODEX basiert auf multiplexed DNA-tagged antibody staining und stellt eine Neuentwicklung auf dem Gebiet des Advanced Cell Phenotyping dar (z.B. Goltsev et al., 2018, Cell).
Die CODEX Technologie ermöglicht es in intaktem Gewebe bis zu 40 Antigene gleichzeitig zu visualisieren. Dies bietet die Gelegenheit verschiedene Zellpopulationen zu charakterisieren und zu analysieren, welche Zellpopulationen in situ interagieren, sowie deren Antigenexpressionsmuster zu bestimmen. Hierdurch kann die Komplexität von verschiedenen metabolisch aktiven Geweben (weißes Fettgewebe, braunes Fettgewebe, Muskelgewebe) besser verstanden werden. Darüber hinaus ermöglicht uns die CODEX-Technologie zu analysieren wie verschiedene Krankheitsbilder (z.B. Adipositas oder Diabetes Mellitus Typ II) die Interaktionen von verschiedenen Zellpopulationen beeinflussen. CODEX kombiniert somit die Vorzüge der klassischen Histologie mit Proteomics und stellt somit ein wertvolles Werkzeug dar, um die Interaktionen von verschiedenen Zellpopulationen innerhalb unterschiedlicher Gewebe untersuchen zu können.
The metabolism of higher organisms is regulated by concerted action of several organs like white adipose tissue, liver, skeletal muscle, or brown fat. To understand the role and impact of signaling cascades and if there is a therapeutic potential to increase energy expenditure - for example to treat obesity - we have to study whole organisms where interactions of different organs and/or tissues takes place. Therefore, we apply adipose tissue-specific mouse models and perform metabolic screening using metabolic cages of TSE Phenomaster Systems. These allow to measure metabolic parameters like O2 consumption or CO2 production at high temporal resolution and at defined temperatures over prolonged time.
Geräte
Zeiss Axio Observer 7 mit Inkubator XL dark und Akoya CODEX (R)
Das Gespann aus dem Zeiss Axio Observer 7 und dem Akoya CODEX (R) System erlaubt uns einen Einblick in komplexe Mikroumgebungen von Geweben. Hierbei sind wir in der Lage, schnell und automatisiert verschiedene Phänotypen von Geweben zu analysieren und darzustellen. Die Auflösung der Geräte lässt eine Darstellung bis auf Zellebene zu.
Thermo Fisher Scientific Vanquish Flex UPLC gekoppelt an ein Orbitrap Exploris 120 Massenspektrometer
Komplexe analytische Fragestellungen wie zum Beispiel die Aufnahme metabolischer Profile werden mit Hilfe der hochauflösenden Massenspektrometrie adressiert. Die Orbitrap Exploris 120 im Zusammenspiel mit der Vanquish Flex ermöglicht einen hohen Probendurchsatz, eine schnelle Analyse und akkurate Identifizierung bisher unbekannter Botenstoffe innerhalb der komplexen Stoffwechselkaskaden der braunen Adipozyten.
Waters Acquity UPLC + UV-Detektor/ QDa Detektor
Zur analytischen Routinearbeit wird unser bewährtes und robustes Setting aus biokompartibler UPLC und UV-Detektion/ QDa-Massendetektor genutzt. Vor allem purinerge Signalmoleküle und Arzneistoffe aus verschiedenen biologischen Matrices werden hiermit schnell, verlässlich und sensitiv quantifiziert.
Kontakt
Prof. Dr. Alexander Pfeifer
Venusberg Campus 1
53127 Bonn