Interview mit Dr. Karin Schütze, Gründerin und CSO der Celltool GmbH

Was verbirgt sich hinter der CellTool GmbH?

Die CellTool GmbH wurde 2008 von meinem Mann und mir gegründet. Unsere Vision ist die Entwicklung, Produktion und weltweite Vermarktung innovativer Systeme für die berührungslose und markerfreie Erkennung und Charakterisierung einzelner Zellen mit Hilfe der Raman-Spektroskopie.

Schon während meines Studiums der Physikalischen Chemie in Heidelberg habe ich die Faszination der Photonen kennengelernt. Fokussiertes Laserlicht (Laser MicroBeam) kann kleine Löcher in Zellen schneiden oder Zellen miteinander verschmelzen. Während meiner postdoc Zeit in Berkeley, Kalifornien, hat mir Arthur Ashkin, (Physik-Nobelpreis-Träger 2018) gezeigt, wie man mit fokussiertem Laserlicht Zellen fangen und bewegenkann (Optical Tweezers). Gemeinsam haben wir Kraftmessungen in Zellen durchgeführt (Nature, 1990, 348(6299): 346-348). Um das große Potential dieser beiden Technologien für die Biologie und Medizin einsetzbar zu machen, war es unabdingbar, die komplexen physikalischen Methoden in einem einfach zu bedienenden Mikroskop-System zu integrieren. Dies konnten wir in unserer 1994 gegründeten Firma PALM realisieren. Mit dem PALM MicroBeam konnten z. B. Tumorzellen aus einem histologischen Gewebeschnitt ausgeschnitten und in ein Zentrifugenröhrchen hineinkatapultiert werden - völlig berührungslos, nur durch die Kraft der Lichtteilchen (Photonen). Somit standen einzelne Zellen für eine nachfolgende biochemische Analyse (PCR) erstmalig in reinster Form (nur Tumorzellen) zur Verfügung.

Idee der CellTool war es nun, fokussiertes Laserlicht nutzbar zu machen, um Informationen aus der Zelle lesen zu können, ohne diese in ihrer Vitalität oder Funktionalität zu beeinflussen. Dies gelingt mit Hilfe der Raman Spektroskopie, einer weiteren, sehr komplexen, physikalischen und ebenfalls mit dem Nobelpreis ausgezeichnetenMethode.

Im „BioRam®“ kombinieren wir die Raman-Spektroskopie mit der optischen Pinzette zu einem Raman-Trapping-Mikroskop, das dem Biologen oder Mediziner erlaubt, schnell und sicher zu erkennen, ob es sich beispielsweise um eine Krebszelle oder eine gesunde Zelle handelt, wie sich Stammzellen zu funktionalen Körperzellen entwickeln oder um zu sehen, wie einzelne Zellen auf Medikamente oder Umweltgifte reagieren.

So kamen Sie also dazu, Raman-Mikroskop-Systeme zu entwickeln und zu vertreiben. Worin genau unterscheiden sich diese von anderen Mikroskop-Systemen?

Raman misst das gesamte Metabolom einer Zelle (nicht nur die Oberfläche) und ist daher so sensitiv, dass sich die Veränderung der Molekül-Komposition in der Zelle aufgrund von Wachstum, Differenzierung oder infolge der Einwirkung von z. B. unterschiedlichenMedienmessen lässt.

Wir konnten zeigen, dass schon wenige Zellen (100-500) genügen, um sogar quantitativ bestimmen zu können, wieviel Zellen sich in einer Population aufgrund von Inkubation mit Wirkstoffen oder durch Infektionmit Bakterien/Viren verändert haben.

Interessant ist der Einfluss der Lagerdauer bei 20 Grad. So kann es bis zu 72 Stunden Kultivierung brauchen, bis die Zellen bzw. das Gewebe wieder die ursprünglichen Raman-Spektren wie bei den nativen, nicht eingefrorenen Kontrollen aufweisen - also wieder funktional sind.

Mit unserem Raman-Trapping-Mikroskop in Kombination mit speziellen Filterchips lassen sich außerdem Exosome schnell und unkompliziert messen, was zum einen zur frühen Tumorerkennung, aber auch zur Therapiekontrolle beitragen könnte.

Wo und wie werden diese Mikroskope praktisch eingesetzt?

In der biologischen Grundlagenforschung, der Regenerativen Medizin, aber auch zur Qualitätskontrolle zellbasierter Therapeutika werden dringend Methoden gesucht, die sowohl markerfrei, effizient (zeit- und kostensparend) und gleichzeitig äußerst sensitiv und hochspezifisch sind als auch einzelne Zellen in 2D-Zellkulturen sowie im 3D-Gewebe erkennen und charakterisieren können - möglichst „natürlich“ also, am besten in physiologischer Umgebung.

Genau das leistet unser Raman-Mikroskop - dabei bleiben die Zellen unverändert und können weiterkultiviertwerden.

Von Biologen entwickelt und insbesondere auf biomedizinische Fragestellungen zugeschnitten ist der BioRam® das Werkzeug der Wahl, wenn keine bzw. nur beschränkt spezifische Antikörper oder nur wenig Zellmaterial zur Verfügung stehen.

Wie schätzen Sie die aktuelle und künftige Entwicklung Ihrer Branche ein und wo sehen Sie Ihre Stärken im Markt?

Unser Raman-Mikroskop ist ein vielseitig einsetzbares System für die markerfreie und schonende Analyse von Zellen, Geweben, Bakterien, Exosomen oder Viren sowie zur Untersuchung derer Interaktion untereinander.

Zum einen sehen wir das Potential der Raman-Trapping-Mikroskopie in der Qualitätskontrolle zellbasierter Therapeutika, zum anderen aber auch in der Möglichkeit der schnellen Erkennung von Krebs, bakterieller Kontamination oder von Infektionen sowie Wirkstoffresistenzen.

Eines haben all die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten gemeinsam: Unsere Motivation ist es, mit dem Raman-Mikroskop einen Beitrag leisten zu können, um Gesundheit zu erhalten und Leben zu retten.

Wie kam der Kontakt mit UHY zustande und wobei können wir Sie besonders unterstützen?

UHY ist eine für EU-Prüfungen akkreditierte Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, die uns bei der finanziellen Prüfung unseres EU Förderprojekts IDEA begleitet hat.

Wir bedanken uns herzlich für das Interview, sehr geehrte Frau Dr. Schütze, und wünschen Ihnen weiterhin viel Erfolg!