3D-Zellkulturen: Methoden, Modelle und Anwendungen (Micro-Credential)

3D-Zellkulturen eröffnen neue Horizonte in Forschung und Entwicklung, indem sie komplexe biologische Prozesse realistischer abbilden als klassische 2D-Systeme. Dieses Modul vermittelt die Grundlagen, Aufbau und Typen von 3D-Zellmodellen wie Sphäroiden, Organoiden und Scaffold-basierten Systemen. Im Fokus stehen sowohl die zellbiologischen Mechanismen als auch moderne Analyseverfahren zur Bewertung von Zellverhalten, Differenzierung und Interaktionen. Anhand praxisnaher Beispiele, etwa aus der Leberforschung, werden Anwendungen in Wissenschaft und Industrie vertieft. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Modellierung der Tumormikroumgebung und dem Ausblick auf innovative Technologien wie Organ-on-Chip und 3D-Bioprinting.

Programm

1. Einführung in 3D Zellkultur: Grundlagen der 3D-Zellkultur und Unterschied zu klassischen 2D-Systemen. Behandelt werden Aufbau, Typen und Komponenten von 3D-Zellmodellen wie Sphäroide, Organoide und Scaffold-basierte Systeme. Sie lernen die wichtigsten Materialien, Medien und technischen Voraussetzungen kennen und reflektieren die wissenschaftlichen und ethischen Vorteile 3D-basierter Ansätze.
2. Zellbiologische Mechanismen und Analyseverfahren: Biologische Prozesse innerhalb von 3D-Zellkulturen sowie Methoden zu deren Analyse (Zelladhäsion, Differenzierung, ECM-Interaktionen und Signalwege in 3D-Strukturen). Sie lernen gängige Analyseverfahren wie Viabilitätsassays, konfokale Mikroskopie und molekulare Methoden kennen und bewerten deren Aussagekraft im Vergleich zu 2D-Systemen.
3. 3D-Zellmodelle in Forschung und Anwendung – Fallbeispiel Leber: Praktische Anwendung von 3D-Zellkulturen am Beispiel der Sandwich-Cultured Hepatocytes. Sie verstehen, wie Leberzellmodelle zur Untersuchung von Stoffwechsel, Transportprozessen und Toxizität eingesetzt werden. Anhand realer Forschungs- und Industriebeispiele werden Aufbau, Kultivierung und Validierung von 3D-Lebermodellen erarbeitet.
4. 3D-Kulturen zur Modellierung der Tumormikroumgebung und Ausblick: Nutzung von 3D-Zellkulturen zur Nachbildung der Tumormikroumgebung im Mittelpunkt (Co-Kulturen mit Stromazellen und Immunzellen, sowie Analyseverfahren zur Bewertung von Therapieansprechen. Sie erhalten einen Überblick über Zukunftstechnologien wie Organ-on-Chip und 3D-Bioprinting sowie deren Potenzial für personalisierte Medizin.

Schwerpunkte

• Grundlagen, Aufbau und Typen von 3D-Zellkulturen
• Zellbiologische Mechanismen und Analyseverfahren in 3D-Systemen
• Anwendungen am Beispiel von Leberzellmodellen
• Modellierung der Tumormikroumgebung mit 3D-Kulturen
• Zukunftstechnologien: Organ-on-Chip und 3D-Bioprinting

Ziele

• Sie erlangen ein fundiertes Verständnis der biologischen Mechanismen und technischen Voraussetzungen der 3D-Zellkultur und können diese von 2D-Systemen abgrenzen.
• Sie sind in der Lage, geeignete 3D-Zellmodelle für verschiedene Fragestellungen auszuwählen und deren Anwendung sowie Analyse in Forschung und Industrie fundiert zu beurteilen.
• Sie können exemplarische 3D-Modelle – insbesondere Lebermodelle und Tumormikroumgebungen – methodisch einordnen, kritisch reflektieren und auf eigene Projekte oder Arbeitsfelder übertragen.

Abschlussmöglichkeit

Das Micro-Credential kann optional mit einer Posterpräsentation abgeschlossen werden und Sie erhalten bei erfolgreicher Teilnahme ein Abschlusszertifikat, das Ihre erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten dokumentiert.

Anmeldung

Sie können sich bis zum 09.09.2026 über unten stehendes Formular zum Micro-Credential anmelden.

Bühnenbild: Adobe Stock