3D-Zellkultur

Einführung in die 3D-Zellkultur: Von 2D-Monolayern zu Sphäroiden

Die XTech Academy in Zusammenarbeit mit CAVIGEN

Praxiskurs

Kursdetails

Überblick

Erleben Sie die nächste Generation der Zellbiologie in unserem intensiven dreitägigen Praxisworkshop zur 3D-Zellkultur. Er richtet sich an Studierende, Forschende und Fachkräfte, die praktische Erfahrung mit modernen In-vitro-Modellen sammeln möchten, wie sie in Biotechnologie, Krebsforschung, Wirkstoffentwicklung und regenerativer Medizin eingesetzt werden.

Herkömmliche 2D-Zellkultursysteme bilden die Komplexität lebender Gewebe oft nur unzureichend ab. 3D-Zellkulturmodelle wie Sphäroide und Mikrogewebesysteme bieten dagegen physiologisch relevantere Bedingungen und geben Zell-Zell-Interaktionen, Gewebearchitektur, Nährstoffgradienten und Wirkstoffantworten, wie sie in vivo auftreten, deutlich besser wieder. Diese fortschrittlichen Systeme werden in translationaler Forschung, Toxikologie, Immuntherapieentwicklung und Präzisionsmedizin zunehmend unverzichtbar.

Im Workshop erwerben die Teilnehmenden sowohl theoretisches Verständnis als auch praktische Laborerfahrung in Herstellung, Handhabung, Färbung, Bildgebung und Auswertung von 3D-Zellkulturmodellen. Der Kurs verbindet Zellkulturtechniken, Fluoreszenzmikroskopie, konfokale Bildgebung, Lebend/Tot-Färbung und experimentelle Auswertung in einer äußerst interaktiven Lernumgebung.

Die Teilnehmenden arbeiten direkt mit verschiedenen 3D-Kulturplattformen, darunter Hanging-Drop-Systeme, Mikrokavitäten-Arrays und spezielle 96-Well-Platten. Während des gesamten Kurses dokumentieren und analysieren sie ihre eigenen Experimente und lernen, typische technische Herausforderungen bei 3D-Kulturen zu lösen.

Lernziele

Nach Abschluss des Workshops sind die Teilnehmenden in der Lage:

  • die biologischen Vorteile und Grenzen von 3D-Zellkultursystemen zu verstehen
  • Sphäroide mit verschiedenen Kulturplattformen herzustellen und zu kultivieren
  • Lebend/Tot-Färbungen und fluoreszenzbasierte Analysen durchzuführen
  • Fluoreszenz- und Konfokalmikroskope zu bedienen
  • 3D-Kulturexperimente zu bewerten und Fehler zu beheben
  • Bildgebungsergebnisse zu interpretieren und wissenschaftliche Erkenntnisse überzeugend zu kommunizieren
  • aktuelle Anwendungen von Sphäroiden, Organoiden und Organ-on-Chip-Technologien in der biomedizinischen Forschung zu verstehen

Zielgruppe

Dieser Kurs eignet sich besonders für:

  • Master-Studierende und Promovierende
  • wissenschaftliche Hilfskräfte und technische Assistentinnen und Assistenten
  • Forschende aus Biotechnologie und Biomedizin
  • Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die auf fortgeschrittene Zellkulturtechnologien umsteigen
  • Fachkräfte aus der Industrie mit Interesse an Wirkstoffforschung, Krebsforschung und Tissue Engineering

Kursprogramm

Tag 1: Einführung in die 3D-Zellkultur

Uhrzeit Inhalt Format
08:00–08:15 Einführung & Kursüberblick Vortrag
08:15–09:15 Einführung in die BSL-2-Richtlinien Vortrag
09:15–10:00 Grundlagen 2D- vs. 3D-Zellkultur, Sicherheit und Laborpraxis Vortrag
10:00–10:30 Auffrischung Zellkultur: Ernten, Zählen und Einstellen der Zelldichte Labor
10:30–12:30 Aussaat von 3D-Kulturen: Alle Teilnehmenden setzen je 1 Hanging-Drop-Platte (10-cm-Petrischale), 1 MicroSphere-Array und 1 Reihe einer faCellitate-96-Well-Platte an Labor
12:30–13:30 Mittagspause
13:30–14:00 Geschichte und Landschaft der 3D-Zellkultur: Von einfachen Aggregaten zu Organoiden und Organ-on-Chip-Systemen Vortrag
14:00–15:00 Block 1 (geteilte Gruppen) • Gruppe A: Trypsinieren und Zellzählung an eigenen 2D-Kulturflaschen • Gruppe B: Einführung in das Fluoreszenz-/Konfokalmikroskop (Bedienelemente, Fokus, Filter, Best Practices) Labor
15:00–15:15 Kaffeepause
15:15–16:15 Block 2 (Gruppenwechsel) • Gruppe B: Trypsinieren und Zellzählung an eigenen 2D-Kulturflaschen • Gruppe A: Einführung in das Fluoreszenz-/Konfokalmikroskop Labor
16:15–16:45 Versuchsdokumentation und Ausblick: Erfassung der Aussaatparameter, Gruppendiskussion, Fragerunde und Vorbereitung auf Tag 2 Diskussion & Fragerunde

Tag 2: 3D-Zellmodelle erkunden: Färbung, Bildgebung & Auswertung

Uhrzeit Inhalt Format
09:00–09:20 Begrüßung, Rückblick auf Tag 1, Laborplanung & Fragen Fragerunde
09:20–10:00 Grundlagen der Fluoreszenzmikroskopie Vortrag
10:00–10:45 Begutachtung der eigenen 3D-Kulturen Labor
10:45–11:00 Kaffeepause
11:00–12:30 Lebend/Tot-Färbung von durch die Trainer vorbereiteten 72-Stunden-Sphäroiden: HepG2-GFP + PI + Hoechst oder alternativ CellTracker Green + PI + Hoechst Labor
12:30–13:30 Mittagspause
13:30–15:30 Fluoreszenzbildgebung (je nach Gruppengröße in geteilten Gruppen mit parallelen Theorieeinheiten) Labor
15:30–16:30 3D-Messgrößen und Assay-Optionen; Gruppendiskussion: Beobachtungen, typische Artefakte und Fehlerbehebung bei 3D-Kulturen Vortrag & Diskussion

Tag 3: Von der Bildgebung zur Erkenntnis: Analyse & wissenschaftliche Kommunikation

Uhrzeit Inhalt Format
09:00–09:20 Begrüßung & offene Fragen Fragerunde
09:20–10:30 Hellfeldbildgebung & Färbung Labor
10:30–10:45 Kaffeepause
10:45–12:30 Fluoreszenzbildgebung (abhängig von Dauer und Probenverfügbarkeit) Labor
12:30–13:30 Mittagspause
13:30–14:30 Vorbereitung kurzer Gruppenpräsentationen (optional zusätzliche Fluoreszenzbildgebung) Theorie
14:30–15:30 Gruppenpräsentationen & wissenschaftliche Diskussion Theorie
15:30–16:00 Abschluss, Feedbackrunde & Informationen zum Zertifikat Fragerunde

Ihr Mehrwert

  • praktische Erfahrung mit mehreren 3D-Kulturplattformen
  • praktische Laborkompetenz in der Herstellung und Kultivierung von Sphäroiden
  • Einführung in die Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie
  • Erfahrung mit Arbeitsabläufen der Lebend/Tot-Färbung
  • Strategien zur Versuchsplanung und Fehlerbehebung
  • Kompetenzen in wissenschaftlicher Dokumentation und Datenauswertung
  • Einblick in moderne Anwendungen in Krebsbiologie, Wirkstoffscreening, Organoid- und Organ-on-Chip-Technologien

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