Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verarbeitungssystem und ein

Verarbeitungsverfahren für in dreidimensionalen Verbünden kultivierte Zellen gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche sowie ein entsprechendes Computerprogramm.

In dreidimensionalen Zellkulturen (3D-Zellkulturen etc., engl. 3D Cell Cultures, auch 3DCC) wachsen und interagieren Zellen in artifiziellen Umgebungen in allen drei Raumrichtungen. Im Gegensatz zu zweidimensionalen Umgebungen wie

beispielsweise auf Petrischalen wird in dreidimensionalen Zellkulturen den Zellen also in vitro ein Wachstum und eine Interaktion in allen Raumrichtungen ermöglicht und damit das Wachstum und die Interaktion in vivo zumindest teilweise

nachgebildet. Dreidimensionale Zellkulturen werden normalerweise in Bioreaktoren, kleinen Kapseln, in denen die Zellen zu Sphäroiden wachsen können, oder in Form dreidimensionaler Zellkolonien kultiviert. Beispielsweise kann in Bioreaktoren eine Vielzahl entsprechender Sphäroide kultiviert werden.

In lebendem Gewebe existieren Zellen in dreidimensionalen Mikroumgebungen mit komplexen Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen und einer komplexen

Transportdynamik. Konventionelle zweidimensionale Zellkulturen bilden diese Bedingungen nur unzureichend ab, was häufig beispielsweise zu Einschränkungen bei der Zuverlässigkeit von in uifro-Wirksamkeits- und Toxizitätsprüfungen von Medikamenten oder Umweltchemikalien und bei deren Übertragbarkeit auf lebende Systeme führt. Dreidimensionale Zellkulturen, beispielsweise entsprechende

Sphäroide, ähneln dagegen in vivo -Gewebe in Bezug auf die zelluläre

Kommunikation und die Entwicklung der extrazellulären Matrix eher. Die

extrazelluläre Matrix erlaubt es Zehen, sich in ihrem Sphäroid bewegen zu können, ähnlich wie sich Zellen in lebendem Gewebe bewegen würden. Mit dreidimensionalen Zellkulturen können somit verbesserte Modelle für die Zehmigration, die Differenzierung von Zellen, das Überleben von Zellen und das Wachstum von Zellen geschaffen werden. Darüber hinaus bilden dreidimensionale Zellkulturen die natürliche Zellpolarisation besser ab, da Zellen in zweidimensionalen Zellkulturen nur teilweise polarisiert werden können. Dreidimensional kultivierte Zellen können außerdem eine andere Genexpression aufweisen als zweidimensional kultivierte.

Die dreidimensionale Kultivierung von Zellen kann grundsätzlich unter Verwendung von Strukturgerüsten, beispielsweise unter Verwendung von Hydrogelen

unterschiedlicher Art, aber auch ohne Verwendung von Strukturgerüsten erfolgen. In letzterem Fall, den die vorliegende Erfindung insbesondere betrifft, können die

Zellen beispielsweise in Form der bereits erwähnten Sphäroide, also im Wesentlichen kugelförmigen Aggregaten, kultiviert werden.

In entsprechenden Sphäroiden können beispielsweise gesunde Zellen und

Tumorzellen kokultiviert wurden, um zu simulieren, wie die Tumorzellen mit den gesunden Zellen interagieren. Entsprechende Sphäroide können unter Verwendung unterschiedlicher Verfahren generiert werden. Ein gängiges Verfahren, das auch insbesondere im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, ist die Verwendung von Mehrkammer-Kulturplatten mit geringer Zelladhäsion, typischerweise in bekannter 96-Well-Form, zur Massenproduktion von Sphäroidkulturen, bei der sich die Aggregate im typischerweise abgerundeten Boden der Kammern bilden. Sphäroide können auch in hängenden Tropfen kultiviert werden, die von der Oberfläche einer Kulturplatte herabhängen. Weitere Verfahren umfassen die Verwendung von Bioreaktoren mit rotierenden Wänden, die die Zellen im ständigen freien Fall drehen und schichtweise Aggregate bilden.

Für dreidimensionale Zellkulturen verwendete Bioreaktoren sind typischerweise in Form kleiner zylindrischer Plastikkammern ausgebildet. Hierbei werden

insbesondere bioaktive Materialien wie Polyethylenterephthalat-Membranen eingesetzt, um die Sphäroidzellen in einer Umgebung zu halten, die einen hohen Nährstoffgehalt gewährleistet. Die Kammern lassen sich öffnen und schließen, so dass die Sphäroide zum Testen entnommen werden können. Die Kammern sind Teil einer größeren Anordnung, die in eine Drehbewegung versetzt werden kann, um ein gleichmäßiges Zellwachstum in jeder Richtung zu gewährleisten. Zu weiteren Details bezüglich dreidimensionaler Zellkulturtechniken sei auf Online- Nachschlagewerke und einschlägige Fachliteratur verwiesen.

Bei Organoiden handelt es sich um miniaturisierte und vereinfachte

dreidimensionale Zellverbünde, die in vitro hergesteht werden und zumindest zum Teil hinsichtlich der Gewebestruktur bzw. -morphologie Organen lebender

Organismen entsprechen. Organoide weisen also insbesondere eine realistische Mikroanatomie auf. Organoide werden aus einer oder wenigen Zehen eines Gewebes, aus embryonalen Stammzellen oder induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnen, die sich aufgrund ihrer Selbst erneuerungs- und Differenzierungsfähigkeit in dreidimensionaler Kultur selbst organisieren können.

Die Herstellung von Organoiden umfasst typischerweise die Kultivierung von

Stamm- oder Vorläuferzellen in einem Medium bzw. einer entsprechenden Matrix. Insbesondere können auch zur Herstellung von Organoiden Strukturgerüste unter Verwendung von Hydrogelen eingesetzt werden. Die Organoide können durch Einbetten von Stammzellen in eine entsprechende Matrix erzeugt werden, wobei zur Differenzierung geeignete Induktoren verwendet werden. Organoide können auch unter Verwendung von adulten Stammzehen hergesteht werden, die aus dem

Zielorgan extrahiert und in einem Medium kultiviert werden.

Sowohl bei dreidimensionalen Zellkulturen in Form von Sphäroiden oder in

Hydrogelen, die nicht notwendigerweise eine organartige Mikrostruktur aufweisen müssen, als auch bei Organoiden handelt es sich jeweils um Zellen, die in Form dreidimensionaler Verbünde kultiviert werden bzw. wurden. Daher wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der Sammelbegriff„in Form dreidimensionaler

Verbünde kultivierte Zellen“ verwendet. Ein Verbund kann dabei ein Zell-Zell- Verbund sein, in dem die Zellen aneinander anhaften oder miteinander verwachsen sind, aber auch ein durch ein Gerüst wie ein Hydrogel bereitgestellter Verbund. In jedem Fall sind die in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen dabei in Aggregaten angeordnet, in jeder Raumrichtung mehrere Zelllagen aufweisen, und die Zehen haften durch wechselseitige Adhäsion oder durch eine natürliche oder künstliche Matrix aneinander an. Dreidimensionale Zellkulturverfahren und Verfahren zur Herstellung von Organoiden, sowie Verfahren, bei denen entsprechende Zellkulturen oder Organoide eingesetzt werden, können Einschränkungen in der Skalierbarkeit,

Reproduzierbarkeit, Empfindlichkeit und Kompatibilität mit bekannten

Hochdurchsatz-Screening-Verfahren (engl. High Throughput Screening, HTS) aufweisen. Das Hochdurchsatz-Screening von Zellen beruht auf der schnellen

Bestimmung der zellulären Reaktion auf die Interaktion mit Chemikalien und die ggf. fehlende Kompatibilität beruht darauf, dass die verfügbaren Assays und

Untersuchungseinrichtungen nicht notwendigerweise für dreidimensionale

Zellkulturen optimiert sind.

Die vorliegende Erfindung stellt sich insbesondere die Aufgabe, die Handhabung von in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen, insbesondere von

dreidimensionalen Zellkulturen oder Organoiden, gegenüber dem Stand der Technik zu vereinfachen und routinefähig auszugestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein

Verarbeitungssystem und ein Verarbeitungsverfahren für in dreidimensionalen Verbünden kultivierte Zellen gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche vor. Ein entsprechendes Computerprogramm ist ebenfalls

Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ausgestaltungen der vorliegenden

Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der nachfolgenden Beschreibung. Wenn die nachfolgende Beschreibung auf ein Verarbeitungssystem Bezug nimmt, betreffen die entsprechenden Erläuterungen ein erfindungsgemäßes, insbesondere unter Verwendung eines entsprechenden Systems durchgeführtes, Verfahren und ein Computerprogramm in gleicher Weise. Entsprechend gelten auch die Erläuterungen bezüglich eines Verfahrens oder Computerprogramms für ein entsprechendes

System, das gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.

Werden nachfolgend anstelle des allgemeineren Begriffs„in dreidimensionalen Verbünden kultivierte Zellen“, für den insbesondere die oben angegebene Definition gelten soll, die speziellere Begriffe„dreidimensionale Zellkulturen“ oder„Organoide“ verwendet, gelten diese Erläuterungen jeweils auch für den allgemeineren Begriff oder den jeweils anderen spezielleren Begriff.

Zwar existieren für die einzelnen Schritte im Probenvorbereitungsstrang für in dreidimensionalen Verbünden kultivierte Zellen eine Reihe von Fachpublikationen und Durchführungsanweisungen, insbesondere für die Schritte der Generierung, Färbung und Stimulation von großen dreidimensionalen Zellkulturen, es existiert jedoch derzeit keine technische Lösung, um den gesamten Ablauf der Probenvor- und Probenverarbereitung von dreidimensionalen Zellkulturen in einem bequem durch einen Nutzer handhabbaren und reproduzierbaren Verarbeitungsstrang

zusammenzufassen.

Unter der Generierung von in dreidimensionalen Verbünden kultivierten Zellen soll nachfolgend insbesondere die Bildung entsprechender Aggregate aus einer oder mehreren Einzelzellen, insbesondere durch Aggregation mehrerer Zellen oder die Teilung einer oder mehrerer Ausgangszeilen, wobei die Tochterzellen im

Aggregatverbund verbleiben, verstanden werden. Die Generierung von in

dreidimensionalen Verbünden kultivierten Zellen erfordert typischerweise einen Austausch, vorteilhafterweise einen kontinuierlichen Austausch, eines Nährmediums bzw. eines Fluids, in dem die in dreidimensionalen Verbünden kultivierten Zellen wachsen, oder einer oder mehrerer Komponenten hiervon. Die vorliegende

Erfindung erweist in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft, da dieser Austausch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht mehr oder nicht mehr ausschließlich manuell durchgeführt werden muss.

Die Färbung von in dreidimensionalen Verbünden kultivierten Zellen ist allgemein bekannt, so dass auf entsprechende Fachliteratur verwiesen werden kann. Sie erfolgt insbesondere durch Zugabe eines oder mehrerer im sichtbaren, infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich detektierbarer Farbstoffe, insbesondere auch von Fluoreszenzfarbstoffen, die bei Anregung mit Licht einer Wellenlänge Licht einer anderen Wellenlänge emittieren. Insbesondere bei Verwendung mehrerer

unterschiedlicher Farbstoffe zur Gegenfärbung unterschiedlicher Gewebe oder Zellstrukturen sind rein manuell durchgeführte Färbeprotokolle häufig aufwendig, wobei die vorliegende Erfindung hier ebenfalls Abhilfe schafft. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommene Stimulation kann insbesondere eine mechanische chemische, Temperatur- oder Strahlungsstimulation sein, die eine definierte, bekannte, unbekannte oder zu untersuchende Reaktion in den in dreidimensionalen Verbünden kultivierten Zellen hervorruft, beispielsweise eine Ausschüttung von bestimmten Signalstoffen, eine bestimmte Genexpression, eine Teilung, eine Differenzierung oder dergleichen. Die vorliegende Erfindung erweist sich dabei insbesondere in Verbindung mit einer chemischen Stimulation, die durch Zugabe eines oder mehrerer Stimulationssubstanzen einhergeht, als besonders vorteilhaft, da diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht mehr oder nicht mehr ausschließlich manuell durchgeführt werden muss.

Für sämtliche der erläuterten Schritte bzw. deren Ansteuerung kann die

Steuereinheit eingerichtet sein, beispielsweise zur Ansteuerung einer oder mehrerer Pumpen zur Zudosierung bzw. Einspeisung eines oder mehrerer Fluide, zur

Ansteuerung einer oder mehrerer Lichtquelle zur optischen Stimulation, zur

Ansteuerung einer oder mehrerer Heiz- oder Kühlreinrichtungen zur thermischen Stimulation, zur Ansteuerung einer oder mehrerer Motoren zur Positionierung, zur Ansteuerung einer oder mehrerer Kameras und dergleichen mehr. Bei der Arbeit mit dreidimensionalen Zellkulturen ist es herkömmlicherweise erforderlich, je nach Bearbeitungsstufe unterschiedliche Zellkulturplatten zu verwenden. Dies erhöht den manuellen Aufwand beim ebenfalls typischerweise manuellen Pipettieren verschiedener Substanzen und dem Transfer der

dreidimensionalen Zellkulturen in andere Plattenformate. Auch existiert derzeit kein einheitliches Protokoll für die Färbung und Behandlung von dreidimensionalen

Zellkulturen, was zu unterschiedlichen und nicht robusten bzw. schwer reproduzier- und vergleichbaren Ergebnissen führt. Einzelne Schritte der Generierung,

Kultivierung, Stimulation und Probenpräparation werden herkömmlicherweise unabhängig voneinander und in separaten manuellen Schritten durchgeführt. Die vorliegende Erfindung integriert und automatisiert zumindest einen Teil dieser

Schritte in einem Verarbeitungssystem, wie es erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, und das zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens eingerichtet ist.

Die vorliegende Erfindung schafft, mit anderen Worten, insbesondere einen zusammenhängenden Workflow bzw. Arbeitsstrang, der weitgehend automatisiert bzw. ohne oder ohne wesentlichen Benutzereingriff nach dem Start durchgeführt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der gesamte Ablauf der Probenvor- und Probenverarbeitung von dicken, dreidimensionalen zellulären Proben wie zum Beispiel von Tumorsphäroiden und Organoiden teilweise oder vollständig automatisiert werden.

Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung dabei ein Verarbeitungssystem für in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierte Zehen (also insbesondere die erläuterten dreidimensionale Zellkulturen und Organoide) vor. Hierbei wird eine Kultureinheit bereitgestellt, die insbesondere austauschbar und in Form einer Kulturplatte ausgebildet sein kann. Die Kultureinheit weist eine Anzahl von

Kulturkammern auf, die wie nachfolgend noch im Detail erläutert ausgebildet und zur Aufnahme der in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen und eines Kulturmediums eingerichtet sind. Die Kulturkammern können insbesondere in einer Anzahl und Anordnung vorhanden sein, die der Anzahl an sogenannten Wehs in bekannten Multi-Well-Platten entspricht, um eine Kompatibilität beispielsweise mit handelsüblichen Multipipetten oder Pipettiereinrichtungen sowie Detektoren wie Fluoreszenzreadern zu gewährleisten. Das Verarbeitungssystem umfasst ferner ein Mikroskop, wobei die Kultureinheit insbesondere derart in dem Verarbeitungssystem angeordnet oder anordenbar ist, dass die Kulturkammern und deren Inhalt durch einen Boden der Kultur einheit betrachtbar sind. Es können Positionierungsmittel bereitgestellt sein, die

insbesondere dafür eingerichtet sein können, die Kultureinheit und deren

Kulturkammern gegenüber einem Objektiv des Mikroskops in zwei oder drei

Raumrichtungen zu positionieren und auf diese Weise den Inhalt der

Kulturkammern betrachtbar und/oder elektronisch abbildbar zu machen, indem diese insbesondere in einen Strahlengang des Mikroskops eingebracht werden. Zu Details sei auf bekannte, insbesondere inverse, Mikroskope mit entsprechenden Plattenhaltern für Multi-Well-Platten ausdrücklich verwiesen, welche Teil des Verarbeitungssystems sein können.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verarbeitungssystem weist eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Verarbeitungssystem zur Generierung, Verarbeitung, Stimulation und/oder Dokumentation der Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen unter dem Mikroskop zumindest teilweise nach Maßgabe einer bereits vor der Generierung, Verarbeitung, Stimulation und/ oder Dokumentation, beispielsweise von einem Benutzer, getroffenen

Ansteuervorgabe und ohne manuellen Eingriff anzusteuern

Die Definition der Ansteuervorgabe kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei beispielsweise nach Maßgabe eines vorgegebenen Bearbeitungsprotokolls erfolgen, wobei beispielsweise eine zeitliche Abfolge bzw. Zudosierung von

unterschiedlichen Substanzen erfolgt, gegenüber denen die in Form

dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen exponiert werden, oder die ein

Wachstum dieser Zellen sicherst eilen. Die Zudosierung kann insbesondere auch zur Differenzierung, also beispielsweise zur Generierung von Organoiden, oder zur Stimulation erfolgen. Auch eine im zeitlichen Verlauf erfolgende, auch automatisierte oder teilautomatisierte Beobachtung oder Dokumentation mittels des Mikroskops in vorbestimmter Reihenfolge und/ oder unter Verwendung von vorbestimmten

Detektionsmodalitäten kann Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein.

Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung erleichtert sich die Generierung, Verarbeitung und/oder Stimulation sowie die Dokumentation von entsprechenden Zehen signifikant, insbesondere weil keine oder eine reduzierte Anzahl an

aufwendigen manuellen Schritten erforderlich sind bzw. ist. Durch die im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgende Reduktion von Benutzereingriffen bzw. die entsprechende Automatisierung schafft die vorliegende Erfindung ferner eine höhere Reproduzierbarkeit und das Verfahren wird geschicklichkeitsneutral durchführbar. Im Gegensatz zum Stand der Technik lassen sich durch den Einsatz des

erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Verarbeitungssystems insbesondere an

unterschiedlichen Standorten bzw. von unterschiedlichen Bearbeitern erzielte Ergebnisse besser vergleichen. Die vorliegende Erfindung geht aber über eine reine Automatisierung hinaus, da mit ihr die genannten Schritte insbesondere in einer einzigen baulichen Einheit durchführbar sind und insbesondere auch ein Austausch der dabei verwendeten Kultureinheiten und ein Umpipettieren oder dergleichen wegfällt. Wie erwähnt, kann die im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Kultureinheit insbesondere als austauschbare Kulturplatte ausgebildet sein, wobei die

Kulturkammern nebeneinander in der Kultureinheit angeordnet sind. Auf diese Weise kann durch eine Verschiebung in der Horizontalebene jede der

Kulturkammern in den Beobachtungsstrahlengang des Mikroskops verbracht und auf diese Weise der Inhalt beobachtet werden. Durch eine Ausbildung der Kultureinheit als austauschbare Kulturplatte kann diese nach der Verarbeitung in dem

erfindungsgemäß vorgeschlagenen Bearbeitungssystem weiteren

Verarbeitungsschritten unterzogen werden, die zur Verarbeitung oder Lagerung entsprechend standardisierter Kulturplatten eingerichtet sind.

In dem erfindungsgemäßen Verarbeitungssystem kann zumindest eine der

Kulturkammern insbesondere eine zellabweisende Beschichtung aufweisen. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise jede Interaktion zwischen der Oberfläche der

Kulturkammern und den in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen verhindert werden. Beispiele für solche unerwünschten Interaktionen sind ionische und kovalente Ankopplungen sowie die Bildung von Wasserstoffbrücken

zwischen Biomolekülen und der Oberfläche. Beispiele für zellabweisende

Beschichtungen sind dem Fachmann bekannt und kommerziell verfügbar.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verarbeitungssystem ist die zumindest eine Kulturkammer an einen Zufuhrkanal zum Zuführen eines oder mehrerer Fluide in die zumindest eine Kulturkammer und/oder an einen Abfuhrkanal zur Ableitung eines oder mehrerer Fluide aus der zumindest einen Kulturkammer angebunden, wobei unter der„Anbindung“ eine fluidische Kopplung, nicht notwendigerweise aber eine feste mechanische Verbindung, verstanden werden soll. Für eine entsprechende Anbindung im hier verstandenen Sinnd ist lediglich erforderlich, dass der

Zufuhrkanal zum Zuführen des oder der Fluide in die zumindest eine Kulturkammer und/ oder der Abfuhrkanal zur Ableitung des oder der Fluide verwendet werden kann, beispielsweise durch eine entsprechende mechanische bzw. räumliche Anordnung. Ein Abfuhrkanal kann beispielsweise auch als Tauchröhrchen ausgebildet sein, das lediglich in die Kulturkammer eintaucht und auf diese Weise Medium vom Boden der Kulturkammer bzw. bodennah abziehen kann. Entsprechend kann ein Zufuhrkanal als Einspeiseröhrchen ausgebildet sein, das in die Kulturkammer oder oberhalb der Kulturkammer mündet. Ein System aus Zufuhr- und Abfuhrkanälen kann auch als austauschbare bzw. bewegliche Einheit separat zu der Kultureinheit bzw. einer Kulturplatte bereitgestellt werden.

Auf diese Weise können im Rahmen der vorliegenden Erfindung die in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen beispielsweise zur Induktion einer Differenzierung in unterschiedliche Zelltypen, zur Stimulation, Färbung, Aufhellung oder dergleichen in den jeweiligen Kulturkammern belassen werden und ein aufwendiger Transfer ist nicht erforderlich. Auf diese Weise vereinfacht sich die Durchführung entsprechender Experimente.

Vorteilhafterweise sind dabei die Zufuhrkanäle mehrerer Kulturkammern mit einer gemeinsamen Speiseleitung und/oder die Abfuhrkanäle mehrerer Kulturkammern mit einer gemeinsamen Entnahmeleitung verbunden. Die Speiseleitung kann dabei insbesondere an ein Reservoir für das eine oder die mehreren Fluide eingerichtet sein, wobei eine Pumpe bereitgestellt sein kann, mittels derer, insbesondere nach Maßgabe der Steuereinrichtung, das oder die Fluide gefördert werden kann bzw. können. Entsprechendes gilt für die Entnahmeleitung, die insbesondere über eine entsprechende ansteuerbare Pumpe an ein Abfallgefäß angeschlossen sein kann. Es kann auch beispielsweise eine einzige Pumpe mit unterschiedlichen Fluidkanälen, beispielsweise eine Peristaltikpumpe, eingesetzt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann oder können der oder die Zufuhrkanäle und/ oder der oder die Abfuhrkanäle für eine Durchströmung eingerichtet sein, die auf Grundlage einer physiologischen

Durchflussgeschwindigkeit bestimmt wird. Bei dieser physiologischen

Durchflussgeschwindigkeit handelt es sich insbesondere um eine Geschwindigkeit, in der auch in vivo ein Fluidaustausch erfolgen würde, in der bestimmte Komponenten umgesetzt werden, oder dergleichen. Die Einstellung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere durch eine entsprechende Ausbildung des oder der Zufuhrkanäle und/ oder des oder der Abfuhrkanäle oder durch eine geeignete Dimensionierung und/oder Ansteuerung einer Pumpe erfolgen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann zumindest einer der Zufuhrkanäle und/ oder der Abfuhrkanäle als ein Mikrofluidikkanal ausgebildet sein, um auf diese Weise eine besonders behutsame Dosierung zu ermöglichen. Es können auch entsprechende mikrofluidische Misch- oder Dosiereinrichtungen bereitgestellt werden, um beispielsweise Fluide gezielt mischen oder dosieren zu können.

In dem Verarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist

vorteilhafterweise ein Boden zumindest eines überwiegenden Teils der

Kulturkammern frei von Zufuhrkanälen und/ oder Abfuhrkanälen, so dass auf diese Weise eine ungehinderte Beobachtung durch das Mikroskop ermöglicht wird. Der Begriff„frei von“ bezeichnet dabei insbesondere eine Anordnung, bei der die

Durchsicht durch den Boden durch Zufuhrkanäle und/oder Abfuhrkanäle nicht oder nicht wesentlich behindert wird.

Vorteilhafterweise ist bzw. sind der oder die Zufuhrkanäle der wenigstens einen Kulturkammer, die einen Zufuhrkanal aufweist, seitlich an die wenigstens eine Kulturkammer herangeführt, wobei der oder die Abfuhrkanäle der wenigstens einen Kulturkammer, die einen Abfuhrkanal aufweist, insbesondere gegenüber des oder der Zufuhrkanäle an wenigstens eine andere der Kulturkammern herangeführt ist oder sind. Auf diese Weise wird es ermöglicht, den Boden jeweils kanalfrei zu halten. Die Abfuhrkanäle sind vorteilhafterweise jeweils unterhalb der Zufuhrkanäle,

insbesondere bodennäher, angeordnet.

In dem erfindungsgemäßen Verarbeitungssystem weist ein Boden der zumindest einen Kulturkammer eine Dicke in einem Bereich von 5 bis 300 pm, insbesondere in einem Bereich von 25 bis 170 pm, auf. Auf diese Weise kann eine ausreichende Stabilität bei gleichzeitig auch für höhere Vergrößerungen gering genug

ausgebildeten Distanz zur Probe sichergestellt werden.

Vorteilhafterweise ist der Boden der zumindest einen Kulturkammer transparent ausgebildet, wobei unter„transparent“ eine Durchlässigkeit für wenigstens eine Wellenlänge sichtbaren, infraroten oder ultravioletten Lichts von wenigstens 50%, 60%, 70%, 80% oder 90% verstanden wird. Die Transparenz muss also nicht vollständig und für alle Wellenlängen gegeben sein. Insbesondere kann durch

Verwendung von selektiv transparenten Materialien auch eine Filterwirkung bzw. ein Probenschutz gegenüber übermäßiger Lichtbelastung erzielt werden. Der Boden der zumindest einen Kulturkammer kann insbesondere aus Glas, Quarz oder einem Cycloolefin-Copolymer ausgebildet sein. Weitere Alternativen sind bekannt und kommerziell verfügbar. Beispielsweise können Polytetrafluorethylenmaterialen, insbesondere in transparenter Form, eingesetzt werden.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren, dessen Merkmale bereits teilweise im

Rahmen der Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Verarbeitungssystem und seiner Ausgestaltungen beschrieben wurde, und das zur Verarbeitung in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierter Zellen dient, werden die in Form

dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen in einer Kultureinheit generiert, verarbeitet, stimuliert und/oder dokumentiert, die eine Anzahl von Kulturkammern aufweist, in der die in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen und ein Kulturmedium aufgenommen sind. Die Generierung, Verarbeitung und/ oder

Stimulation der in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen erfolgt unter einem Mikroskop und diese wird erfindungsgemäß zumindest teilweise nach Maßgabe einer vor der Generierung, Verarbeitung, Stimulation und/oder

Dokumentation, insbesondere durch einen Benutzer, definierten Ansteuervorgabe und ohne manuellen Eingriff durchgeführt.

Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine Einbringung oder Generierung der in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen in zumindest eine bzw. einer der Kulturkammern. Die Zellen können also in dort kultiviert oder nach Kultivierung eingebracht werden. Die Generierung,

Verarbeitung, Stimulation und/oder Dokumentation kann insbesondere das

Zuführen zumindest eines ersten Mediums durch einen Zufuhrkanal in die zumindest eine Kulturkammer und das Abführen des zumindest einen ersten Mediums oder zumindest eines zweiten Mediums durch einen Abfuhrkanal aus der zumindest einen Kulturkammer umfassen. Wie erwähnt, können auf diese Weise beispielsweise die Zellen kontinuierlich mit dem zum Wachstum benötigten Nährstoffen und

dergleichen, insbesondere in physiologischer Geschwindigkeit, versorgt oder mit entsprechenden Stimulanzien beaufschlagt werden.

Das zumindest eine erste Medium kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Wachstumsmedium aufweisen, das insbesondere einen oder mehrere Wirkstoffe, einen oder mehrere Farbstoffe, eine oder mehrere

Aufhellungslösungen und/ oder ein oder mehrere andere Stimulantien aufweist. Bei dem zweiten Medium kann es sich insbesondere um verbrauchtes, d.h. aufgrund der physiologischen Aktivität der Zellen verändertes, erstes Medium handeln.

Die in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung während der Verarbeitung vorteilhafterweise dauerhaft in derselben Kulturkammer verbleiben, so dass ein Transfer entfällt. Das Zuführen des zumindest einen ersten Mediums und/oder das Abführen des zumindest einen ersten Mediums oder des zumindest eines zweiten Mediums kann, wie erwähnt,

insbesondere nach Maßgabe einer Steuervorgabe einer Steuereinheit und

insbesondere nach physiologischen Anforderungen durchgeführt werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Computerprogramm, das ein Verfahren wie zuvor erläutert in beliebigen Ausgestaltungen ausführt, wenn es auf einem Computer, insbesondere in einer Steuereinheit eines Verarbeitungssystems wie zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen erläutert ausgeführt wird.

Einige oder alle Verfahrensschritte können im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei durch (oder unter Verwendung) einer Hardwarevorrichtung ausgeführt werden, wie beispielsweise einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einem

programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung. In einigen

Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch eine solche Vorrichtung ausgeführt werden.

Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können

Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder Software implementiert werden. Die Implementierung kann mit einem nicht-flüchtigen Speichermedium wie einem digitalen Speichermedium, beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einem Blu-Ray, einer CD, einem ROM, einem PROM und EPROM, einem EEPROM oder einem FLASH-Speicher, durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare

Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem so Zusammenwirken (oder Zusammenwirken können), dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem programmierbaren Computersystem Zusammenwirken können, so dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Im Allgemeinen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert werden, wobei der Programmcode für die Ausführung eines der Verfahren wirksam ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programmcode kann beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert werden.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, das auf einem

maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung daher ein

Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein

Speichermedium (oder ein Datenträger oder ein computerlesbares Medium), das ein darauf gespeichertes Computerprogramm zum Ausführen eines der hierin

beschriebenen Verfahren umfasst, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind in der Regel greifbar und/oder nicht übergangslos. Eine weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, wie hierin beschrieben, die einen Prozessor und das Speichermedium umfasst. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Datenstrom oder eine

Signalfolge, die das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt. Der Datenstrom oder die Signalfolge kann so konfiguriert werden, dass sie über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, übertragen werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst ein Verarbeitungsmittel, zum Beispiel einen Computer oder eine programmierbare Logikvorrichtung, das konfiguriert oder angepasst ist, um eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Ausführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, das konfiguriert ist, um (zum Beispiel elektronisch oder optisch) ein Computerprogramm zum Ausführen eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger zu übertragen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, eine mobile Vorrichtung, eine Speichervorrichtung oder dergleichen sein. Die

Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Dateiserver zum Übertragen des Computerprogramms an den Empfänger umfassen.

In Ausführungsbeispielen kann eine programmierbare logische Vorrichtung (z.B. eine feldprogrammierbare Gatteranordnung, FPGA) verwendet werden, um einige oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine feldprogrammierbare Gatteranordnung mit einem Mikroprozessor Zusammenarbeiten, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise von jedem Hardwaregerät durchgeführt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können jeweils auch als Organoid

Management System (OMS) oder Organoidverarbeitungssystem bezeichnet werden und beinhalten ein Gesamtkonzept für die Formierung, Färbung, Stimulation und der anschließenden Überprüfung von dreidimensionalen Zellkulturen. Dies wird erreicht durch die Verwendung von standardisierten und etablierten Verbrauchsmaterialien sowie von bereits publizierten und etablierten Protokollen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung reduzieren den Aufwand für die einzelnen manuellen

Schritte während des Arbeitsstranges auf ein Minimum und standardisieren den Prozess. Hierbei sind vor allem die zeitaufwendigen und mit vielen Fehlerquellen betroffenen Probentransfer- und Pipettierschritte gemeint. Das Ausbleiben dieser Schritte führt neben der Reduktion des Arbeitsaufwandes auch zur

Kostenreduktionreduktion für die Forschung an dreidimensionalen Zellkulturen und liefert zudem reproduzierbarere und robustere Ergebnisse.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert auf die Verwendung und Modifikation bereits existierender Multiwellplatten (96- bis 384-Well-Format) mit WO 2020/182646 - l6 - PCT/EP2020/055984 einem 25 bis 170 mih dünnen Boden aus Cycloolefin-Copolymer. Andere

Multiwellplattenformate sind auch möglich. Die Oberfläche der einzelnen Wells in der Platte ist durch chemische Behandlung oder entsprechende Beschichtung zellabweisend und ist sowohl in U-Form als auch in einer flachen Variante

kommerziell erhältlich. Aufgrund der optischen und chemischen Eigenschaften ist die Platte sowohl gegen organische Lösungsstoffe (z.B. BABB) resistent und kann zudem aufgrund der niedrigen Autofluoreszenz in der Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt werden. Über zuführende und abführende Kanäle werden Medien und Chemikalien für die Probenpräparation in die Multiwellplatten ein- bzw. abgeführt. Diese Schritte folgen festgelegten Protokollen, die in der Software des Systems hinterlegt sind und die Prozedur steuern. Dies beinhaltet die Zufuhr und

Verweildauer von Chemikalien im Probenraum für Färbe-, Blocking- und

Waschschritte. Die ID der verwendeten Platte kann automatisch erfasst (Barcode, RFID o.ä.) und die Daten der verwendeten Zellen können in der Software zusammen mit dem Präparationsprotokoll abgespeichert und dokumentiert werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend nochmals mit anderen Worten beschrieben, wobei die nachfolgenden Erläuterungen jedoch vollumfänglich den obigen Erläuterungen entsprechen bzw. in deren Rahmen liegen und umgekehrt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen die Automatisierung eines gesamten Probenvorbereitungs-Arbeitsstranges von dicken, dreidimensionalen zellulären Proben (zelluläre Sphäroide und Organoide). Es gibt für die einzelnen Schritte im Probenvorbereitungsstrang vielfach publizierte Arbeiten (siehe auch Pubmed). Dies betrifft vor allem die Schritte für die

Formierung, Färbung und Stimulation von großen 3DCC (dreidimensionalen

Zellkulturen). Es gibt jedoch keine Lösung, um den gesamten

Probenvorbereitungsstrang von 3DCC zusammenzufassen.

Bei der Arbeit mit 3DCC muss man aktuell verschiedene Zellkulturplatten für die einzelnen Schritte im Probenvorbereitungsstrang verwenden. Dies erhöht den manuellen Aufwand bei der Überführung der 3DCC-Proben in den Platten. Auch gibt es kein einheitliches Protokoll für die Färbung und Behandlung von 3DCC- Protokollen, was zu uneinheitlichen und nicht robusten Ergebnissen führt. Einzelne Schritte der Formierung, Kultivierung und der Probenpräparation werden unabhängig voneinander und in separaten manuellen Schritten durchgeführt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept zu schaffen, welches die Automatisierung eines gesamten Probenvorbereitungs-Arbeitsstranges von dicken, dreidimensionalen zellulären Proben wie zum Beispiel von Tumorsphäroiden und Organoiden ermöglicht. Diese Aufgabe wird von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gelöst. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, auch als Organoid Management System (OMS) oder Organoidverarbeitungssystem bezeichnet, beinhalten ein

Gesamtkonzept für die Formierung, Färbung, Stimulation und der anschließenden Zellcheck-Überprüfung von dreidimensionalen Zellkulturen (3DCC). Dies wird erreicht durch die Verwendung eines einheitlichen Verbrauchsmaterials und angepasster Protokolle. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung reduzieren den Aufwand für die einzelnen manuellen Schritte während des Arbeitsstranges auf ein Minimum und standardisieren den Prozess. Hierbei sind vor allem die

zeitaufwendigen und mit vielen Fehlerquellen betroffenen, Probentransferschritte gemeint. Das Ausbleiben dieser Schritte führt zu einer signifikanten Reduktion des Arbeitsaufwandes und der Kosten für die Forschung an 3DCC und liefert zudem reproduzierbarere, robustere und verlässlichere Ergebnisse.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert auf einer Multiwellplatte (96- bis 384- Well-Format) mit einem 25 bis 170 pm dünnen Boden aus Glas oder Cycloolefin- Copolymer. Andere Multiwellplattenformate sind auch möglich. Die Oberfläche der einzelnen Wells in der Platte ist durch chemische Behandlung oder entsprechende Beschichtung zellabweisend und kann sowohl als U-Form als auch als flache Variante verfügbar sein. Aufgrund der optischen und chemischen Eigenschaften ist die Platte sowohl für die Mikroskopie geeignet als auch gegen organische Lösungsstoffe resistent. In den Probenraum können über zuführende und abführende Kanäle

Medien und Chemikalien für die Präparation zugeführt werden. Diese Schritte folgen festgelegten Protokollen, die in der Software des Systems hinterlegt sind und die Prozedur steuern. Dies beinhaltet die Zufuhr und Verweildauer von Chemikalien im Probenraum für Färbe, Blocking und Waschschritte. Die ID der verwendeten Platte wird automatisch erfasst (Barcode, RFID o.ä.) und die Daten der verwendeten Zellen WO 2020/182646 - l8 - PCT/EP2020/055984 werden beispielsweise in der Software zusammen mit dem verwendeten

Präparationsprotokoll hinterlegt.

Ausgestaltungen der nachfolgenden Erfindung können auch mit den folgenden, mit A) bis B) bezeichneten Absätzen, die jedoch keine Patentansprüche darstellen, zusammengefasst werden.

A) Organoidverarbeitungssystem mit folgenden Merkmalen:

a) einer Mehrzahl von Wells zur Aufnahme von dicken Proben;

b) wobei mindestens ein erstes Well der Mehrzahl von Wells eine zellabweisende Beschichtung aufweist; und

c) wobei das erste Well einen Zufuhrkanal zum Zuführen von Medien und einen Abfuhrkanal zur Abfuhr von Medien aufweist. B) Organoidverarbeitungssystem gemäß dem vorstehenden Absatz A), wobei der Boden des Organoidverarbeitungssystem eine Dicke in einem Bereich von 5 bis 300 pm, bevorzugt von 25 bis 170 pm aufweist.

C) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) oder B), wobei der Boden des Organoidverarbeitungssystem transparent ist.

D) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis C), wobei der Boden des Organoidverarbeitungssystem Glas oder Cycloolefin-Copolymer aufweist.

E) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis D), wobei mindesten ein zweites Well der Mehrzahl von Wells einen Zufuhrkanal zum Zuführen von Medien und einen Abfuhrkanal zur Abfuhr von Medien aufweist, wobei der Zufuhrkanal des ersten Wells mit dem Zufuhrkanal des zweiten Wells verbunden ist und wobei der Abfuhrkanal des ersten Wells mit dem Abfuhrkanal des zweiten Wells verbunden ist.

F) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis E), wobei der Zufuhrkanal und der Abfuhrkanal Mikrofluidikkanäle sind. G) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis F), wobei der Boden des Organoidverarbeitungssystem zumindest im Bereich der Mehrzahl von Wells frei von Zufuhrkanälen und Abfuhrkanälen ist. H) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis G), wobei der Zufuhrkanal seitlich an das erste Well herangeführt ist.

I) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis H), wobei der Abfuhrkanal seitlich an das erste Weh und gegenüberliegend dem

Zufuhrkanal des ersten Wells herangeführt ist.

J) Organoidverarbeitungssystem gemäß einem der vorstehenden Absätze A) bis I), a) wobei alle Wells der Mehrzahl von Wells gleich dem ersten Well ausgebildet sind, alle Zufuhrkanäle zu den Wehs der Mehrzahl von Wehs miteinander verbunden sind und wobei alle Abfuhrkanäle von den Wells der Mehrzahl von Wehs miteinander verbunden sind.

K) Organoidverarbeitungssystem, wobei die Mehrzahl von Wells mindestens 96 Wehs aufweist.

L) Organoidverarbeitungssystem, wobei das Organoidverarbeitungssystem eine Multiwellplatte ist.

M) Verfahren zur Verarbeitung eines Organoids mit folgenden Schritten:

a) Einfüllen oder Formieren des Organoids in einem Weh einer Multiwellplatte, b) Zuführen eines ersten Mediums durch einen Zufuhrkanal in das Well in dem sich das Organoid befindet;

c) Abführen eines zweiten Mediums durch einen Abfuhrkanal des Wells in dem sich das Organoid befindet.

N) Verfahren zur Verarbeitung eines Organoids gemäß dem vorstehenden Absatz M), wobei das erste Medium ein Wachstumsmedium bevorzugt mit Wirkstoffen,

Farbstoffen, Aufhellungslösung oder anderen Stimulantien ist. O) Verfahren zur Verarbeitung eines Organoids gemäß dem vorstehenden Absatz M) oder N), wobei das zweite Medium das verbrauchte Medium ist.

P) Verfahren zur Verarbeitung eines Organoids gemäß einem der vorstehenden Absätze M) bis O), wobei sich das Organoid während der Verarbeitung dauerhaft in demselben Well derselben Multiwellplatte befindet.

Die Erfindung und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei

Figur l ein Verarbeitungssystem gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden

Erfindung schematisch veranschaulicht,

Figuren 2A bis 2C ein Verarbeitungssystem gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in schematischen Teildarstellungen veranschaulichen, und

Figur 3 ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in Form eines schematischen Ablaufplans veranschaulicht. In den Figuren sind einander entsprechende Elemente ggf. mit identischen

Bezugszeichen angegeben und werden lediglich der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert. Es versteht sich, dass vorstehend erläuterte und nachfolgend beschriebene Merkmale jeweils nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendet werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

In Figur 1 ist ein Verarbeitungssystem gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 100 veranschaulicht. Die Figur 2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Verarbeitungssystems 200, Figur bis 2B eine vergrößerte Seitenansicht in Ausschnittsdarstellung und Figur

2C eine vergrößerte Draufsicht in Ausschnittsdarstellung. Die Figur 1 sowie die Figuren 2A bis 2C werden nachfolgend gemeinsam erläutert.

Teil des Verarbeitungssystems 100, das zur Untersuchung in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierter Zellen 10 eingerichtet ist (letztere nur teilweise bezeichnet), weist eine Kultureinheit 110 in Form einer Kulturplatte auf, die in Figur l in

Seitenansicht, in Figur 2A in perspektivischer Schrägansicht, in Figur 2B wieder in Seitenansicht und in Figur 2C in Draufsicht dargestellt ist. Wie ersichtlich, weist die Kultureinheit 110 eine Anzahl von Kulturkammern 112 auf, die jeweils zur Aufnahme der in Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen 10 und eines Kulturmediums 20 eingerichtet sind. Wie ersichtlich, sind in der als insbesondere austauschbare Kulturplatte ausgebildeten Kultureinheit 110 die Kulturkammern nebeneinander in der Kultureinheit angeordnet.

Ein Mikroskop 120 (stark vereinfacht gezeigt und in Figur 2A als Block mit einem Mikroskopobjektiv 22 dargestellt) und eine Steuereinheit 130 (in Figur 2A als Computer und ansonsten stark vereinfacht dargestellt) sind ebenfalls Teil des Verarbeitungssystems 100, wobei die Steuereinheit 130 dazu eingerichtet ist, das Verarbeitungssystem 100 zur Generierung, Verarbeitung und/oder Stimulation der Form dreidimensionaler Verbünde kultivierten Zellen 10 unter dem Mikroskop 120 zumindest teilweise nach Maßgabe einer vor der Generierung, Verarbeitung und/ oder Stimulation getroffenen Ansteuervorgabe und ohne manuellen Eingriff anzusteuern. Hierbei sind zum Austausch zwischen der Steuereinheit 130, die auch in anderen Einrichtungen integriert sein kann, und dem Rest des Verarbeitungssystems 100 drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecken 132 vorgesehen.

Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf das Mikroskop 120 bzw. das Verarbeitungssystem 100, das das Mikroskop 120 umfasst, wie in Verbindung mit den Figuren 1, 2A und 2B. Das Mikroskop 120 kann integraler Teil des Systems 100 oder mit demselben verbunden sein. Das Mikroskop 120 kann insbesondere zum Aufnehmen von Bildern ausgebildet sein und ist mit der insbesondere als Computersystem ausgebildeten und nachfolgend als solches beschriebenen Steuereinheit 130 verbunden. Die Steuereinheit 130, die, wie erwähnt, insbesondere als Computersystem ausgebildet sein kann, ist ausgebildet zum

Ausführen von zumindest einem Teil eines hierin beschriebenen Verfahrens. Die Steuereinheit 130 kann zum Ausführen eines Maschinenlern- Algorithmus

ausgebildet sein. Die Steuereinheit 130 und das Mikroskop 120 können getrennte Einheiten sein, können aber auch zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein. Die Steuereinheit 130 könnte Teil eines zentralen Verarbeitungssystems des Mikroskops 120 sein und/oder das die Steuereinheit 130 könnte Teil einer Teilkomponente des Mikroskops 120 sein, wie eines Sensors, eines Aktuators, einer Kamera oder einer Beleuchtungseinheit, usw. des Mikroskops 120. Die Steuereinheit 130 kann eine lokale Computervorrichtung (z.B. Personalcomputer, Laptop, Tablet-Computer oder Mobiltelefon) mit einem oder mehreren Prozessoren und einer oder mehreren Speichervorrichtungen oder kann ein verteiltes

Computersystem (z.B. ein Cloud-Computing-System mit einem oder mehreren Prozessoren oder einer oder mehreren Speichervorrichtungen, die an verschiedenen Stellen verteilt sind, zum Beispiel an einem lokalen Client und/oder einer oder mehreren Remote-Server-Farms und/oder Datenzentren) sein. Die Steuereinheit 130 kann irgendeine Schaltung oder Kombination von Schaltungen umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinheit 130 einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die von irgendeinem Typ sein können. Nach hiesigem Gebrauch kann Prozessor irgendein Typ von Rechenschaltung bedeuten, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, ein Mikroprozessor, ein Mikro Controller, ein Mikroprozessor mit komplexem Befehlssatz (CISC), ein Mikroprozessor mit reduziertem Befehlssatz (RISC), ein Sehr-langes-Anweisungswort- (Very Long Instruction Word; VLIW) Mikroprozessor, ein Graphikprozessor, ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein Multi-Core-Prozessor, ein feld-programmierbares Gate-Array (FPGA), z.B. eines

Mikroskops oder einer Mikroskopkomponente (z. B. Kamera) oder irgendein anderer Typ von Prozessor oder Verarbeitungsschaltung. Andere Typen von Schaltungen, die in der Steuereinheit 130 umfasst sein können, können eine speziell angefertigte Schaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder Ähnliches, wie eine oder mehrere Schaltungen (z. B. eine Kommunikationsschaltung) zur Verwendung bei drahtlosen Vorrichtungen wie z. B. Mobiltelefonen, Tablet- Computern, Laptop-Computern, Funksprechgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen sein. Die Steuereinheit 130 kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen umfassen, die ein oder mehrere Speicherelemente umfassen können, die für die jeweilige Anwendung geeignet sind, wie beispielsweise einen Hauptspeicher in der

Form eines Random Access Speicher (RAM), eine oder mehrere Festplatten und/oder ein oder mehrere Laufwerke, die entfernbare Medien, wie beispielsweise CDs, Flash- Speicherkarten, DVD und Ähnliches handhaben. Die Steuereinheit 130 kann auch eine Anzeigevorrichtung, einen oder mehrere Lautsprecher, und eine Tastatur und/ oder Steuerung umfassen, die eine Maus, Trackball, Touchscreen, Stimmerkennungsvorrichtung oder irgendeine andere Vorrichtung umfassen kann, die es einem Systemnutzer erlaubt, Information in die Steuereinheit 130 einzugeben und Information von derselben zu empfangen. Mehrere Kulturkammern 112 sind in der hier veranschaulichten Ausgestaltung an Zufuhrkanäle 114 zum Zuführen eines oder mehrerer Fluide in die zumindest eine Kulturkammer 112 und an Abfuhrkanäle 116 zur Ableitung eines oder mehrerer Fluide aus der zumindest einen Kulturkammer 112 angebunden. Wie insbesondere in der Seitenansicht der Figur 2B veranschaulicht, sind die Abfuhrkanäle 116 unterhalb der Zufuhrkanäle 114 angeordnet bzw. tauchen in die Kulturkammern 112 ein. Die Zufuhrkanäle 114 mehrerer Kulturkammern 112 sind mit einer gemeinsamen

Speiseleitung 115 und die Abfuhrkanäle 116 mehrerer Kulturkammern 112 mit einer gemeinsamen Entnahmeleitung 117 verbunden. Die Speiseleitung 115 ist wiederum über eine (Peristaltik-)Pumpe 140, die mittels der Steuereinrichtung 130 ansteuerbar ist, an ein Reservoirsystem 150 angebunden, bzw. in letzterem an ein Fluidreservoir 152. Die Entnahmeleitung 117 ist über die Pumpe 140, die mittels der

Steuereinrichtung 130 ansteuerbar ist, an einen Abfallbehälter 154 in dem

Reservoirsystem 150 angebunden. In Figur 3 ist ein Verfahren in Form eines vereinfachten Prozessflussdiagramms veranschaulicht und mit 200 bezeichnet, das teilweise gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Wenngleich die nachfolgenden

Erläuterungen teilweise auf Elemente der Figuren 1 und 2Abis 2C und damit das System 100 Bezug nehmen, sei ausdrücklich betont, dass diese sich auch auf andersartig ausgebildete Systeme und Elemente beziehen können.

In einem Schritt 201, der notwendigerweise selbst Teil der Erfindung sein muss, trifft ein Benutzer Vorarbeiten und füllt beispielsweise ein Fluidreservoir, beispielsweise das Fluidreservoir 152 des Systems 100 mit einer gewünschten Lösung,

beispielsweise mit Wachstumsmedium, Färbelösung, Waschpuffer oder

Wirkstofflösung. Es versteht sich, dass auch, wenn mehrere Reservoire vorhanden sind, diese entsprechend gefüllt werden können. Ferner wird ein Abfallbehälter, beispielsweise der Abfallbehälter 154, angeschlossen, und eine Pumpe 140 wird angebunden. Nach Einschalten der Steuereinheit 130, Start einer entsprechenden Software und Auswahl eines gewünschten Protokolls in der Software wird das System 100 beispielsweise drei mal mit einem geeigneten Waschpuffer wie

phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) gewaschen.

Ein paralleler oder nachfolgender Schritt 202, der ebenfalls noch nicht

notwendigerweise selbst Teil der Erfindung sein muss, werden die in Form

dreidimensionaler Verbünde zu kultivierenden Zellen aufgeteilt, in die

Kulturkammern 122 pipettiert, beispielsweise zentrifugiert und in eine

Probenhalterung am Mikroskop 120 eingelegt. In Schritt 203 erfolgt die Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Sofern nicht bereits erfolgt, werden die Proben nach Ablauf des in Schritt 201 gewählten und abgearbeiteten Protokolls und einer entsprechenden Aufnahme am Mikroskop beispielsweise drei mal mit PBS gewaschen. Über ein Fixierungsprotokoll können die konserviert und für weitere Workflows (z.B. Clearing) verwendet werden. In einem Schritt 204, der wiederum nicht Teil des

erfindungsgemäßen Verfahrens sein muss, wird das System 100 abgebaut, wobei beispielsweise Schläuche abgezogen, Behälter abgebaut und autoklaviert sowie die Software beendet und die Pumpe 140 gestoppt werden.