Kryokonservierung von Pflanzenzellen

Nicht nur für reproduzierbare Screening-Ergebnisse, sondern speziell für langfristige Produktionskampagnen und für die Erfüllung regulatorischer Erwartungen ist die Erstellung von Kryokulturen unverzichtbar. Dazu zählen zum Beispiel Master- und Working-Zellbanken (MCB, WCB). Diese Kulturen ermöglichen eine gleichbleibende Qualität und Ausbeute im Produktionsprozess, da nach vorgegebenen Intervallen frische Zellen verwendet und gealterte verworfen werden können.

Was bei Bakterien und tierischen Zellkulturen Standard ist, stellt in vielen Fällen für pflanzliche Systeme noch eine Herausforderung dar. Obwohl pflanzliche Zellkulturen grundsätzlich zur Kryokonservierung geeignet sind, existiert derzeit noch kein etabliertes und verbreitetes Verfahren, da Protokolle bisher nur auf individuelle Zelllinien zugeschnitten wurden. Auch die Bedingungen bei der Vorbehandlung, beim Einfrieren und dem Regenerieren sind häufig auf bestimmte Anlagen und Pflanzenzellarten angepasst und daher problematisch zu transferieren, skalieren und qualifizieren.

Am Fraunhofer IME wurden bisher mehrere Kryokonservierungsprotokolle für verschiedene Zelllinien erfolgreich etabliert, wobei wir verschiedenen Methoden wie slow freezing, dehydration/desiccation und vitrification nutzen. Dabei wurden die Präkonditionierung mit kryoprotektiven Substanzen, die Behandlung mit kryoprotektivem Medium, die Einkapselung mit Alginat, der Einfrierprozess, der Auftauprozess, der Waschvorgang und die Rekultivierung sowohl einzeln als auch in Kombination betrachtet.

In der Abteilung Bioprozessentwicklung arbeiten wir derzeit an der Zusammenführung dieser Protokolle und an der strukturierten Identifizierung von Parametern, die eine rationale und systematische Anpassung der Kryokonservierungsprotokolle ermöglichen.