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Überblick über Zellkultur-Kontaminationen

Morgens noch fröhlich ins Labor, dann schon beim herausholen der Kulturen aus dem Inkubator ein zweifelnder Blick und spätestens wenn man durchs Mikroskop schaut die Gewissheit: kontaminiert!

Wer kennt das nicht ? Jeder der mit Zellkulturen arbeitet hat früher oder später eine Kontamination. Bakterien, Hefen und andere Pilze finden immer wieder den Weg in Schalen und Flaschen. Das sie das tun, ist nicht peinlich, sondern eher normal. Aber, man sollte sich immer fragen woher, wie und warum, damit man in Zukunft weniger Probleme hat.

Jedes Labor, das regelmäßig mit Kontaminationen zu kämpfen hat, sollte sich über Hygiene Gedanken machen. Außerdem sollte man immer versuchen herauszufinden, um was für eine Kontamination es sich handelt, da dies helfen kann, die Quelle der Keime zu ermitteln.

Auswachsende Pilzsporen

Überblick über Kontaminationen

Das Wort Kontaminationen kommt aus dem Lateinischen und bedeutet übersetzt: besudeln, verunreinigen. Somit sind Kontaminationen alles, was nicht in die Zellkultur gehört. Hierzu gehören:

  • Mikrobiologische Kontaminationen (u.a. Bakterien, Hefen, Pilze, Mycoplasmen)
  • Virale Kontaminationen (SMRV, CMV, EBV, HIV, HCV)
  • Proteinäre Verunreinigungen (Prionen)
  • Chemische Verunreinigungen (leachables und extractables aus Plastik, chemische Verunreinigungen z.B. Schwermetalle)

 

Kontaminationsquellen

In den meisten Fällen ist die Ursache für eine Kontamination ein Fehler in der sterilen Arbeitstechnik. Während Anfänger aus Unerfahrenheit Fehler machen, ist es bei den "alten Hasen" meist eher die Geschwindigkeit oder die Menge an Kulturen, die gleichzeitig bearbeitet werden, die zu Fehlern führen. Hier einige Tipps:

  • Steriles Arbeiten und Hektik passt nicht zusammen
  • Immer nur eine Kultur oder Linie unter der Bank bearbeiten
  • Antibiotika kaschieren Fehler. Wer sie nicht weglassen kann oder möchte, sollte ab und an eine Kultur ohne Antibiotika kultivieren. Dies zeigt zum einen Fehler auf und gibt zum anderen sogenannten gedeckelten Kontaminationen (durch Antibiotika gebremste, aber vorhandene Kontamination) die Chance hochzuwachsen und erkannt zu werden. Dies verhindert das Verschleppen.
  • Kontaminationen dokumentieren und wenn möglich klassifizieren soweit es geht.
  • Wer ab und an Pilzkontaminationen hat, sollte seinen Inkubator checken und überprüfen, ob das Labor regelmäßig mit anderen als alkoholischen Mitteln desinfiziert wird.
  • Wer im Sommer häufiger Hefekontaminationen hat, sollte seinen Hygieneplan prüfen, da Hefen fast immer von außen eingebracht werden.
  • Wer ganz sicher sein möchte, sollte neue FCS Chargen immer auf Sterilität (Bakterien, Hefen, Pilze, Mykoplasmen) testen.

 

 Auf welche Kontaminationen sollte man immer achten ?

 Bisher gibt es nur für wenige Kontaminationen einfache und günstige Nachweismethoden. Daher richtet sich der Aufwand der Kontrollen nach der Umgebung, in der man arbeitet:

  • normale Labore: Kontrolle von Bakterien, Hefen, Pilzen und Mycoplasmen
  • Labore die viral transduzieren: zusätzlich virale Kontaminationen auf der Seite der DSMZ oder ATCC nachschauen (Kreuzreaktionen)
  • Bio-Assay-Labore, die unter GMP arbeiten: zusätzlich virale Kontaminationen auf der Seite der DSMZ oder ATCC nachschauen (Tauglichkeit für Assays)
  • Labore die ATMP herstellen: Kontrolle von Bakterien, Hefen, Pilzen, Mycoplasmen, HIV, HCV, BSE-low risk nachweisen (gemäß Vorgaben)

 

Wie kann man Kontaminationen erkennen, nachweisen und beseitigen

Kontaminationsart  Erkennen  Nachweisen  Beseitigen 
Bakterien  mikroskopisch  PCR, mikrobiologisch  Kultur verwerfen 
Hefen  mikroskopisch  bald PCR, mikrobiologisch   Kultur verwerfen, evtl. Anti-Mykotikum
Pilze  mikroskopisch  bald PCR, mikrobiologisch  Kultur verwerfen, evtl. Anti-Mykotikum 
Mycoplasmen  sehr schwierig, verlangsamtes Wachstum, veränderte Morphologie  PCR, mikrobiologisch  Kultur verwerfen, spezielle Antibiotika für Mycoplasmen 
Viren  sehr schwierig, EM  PCR, serologisch, zell-basiert Kultur verwerfen oder entsprechend neuer Sicherheitsstufe weiternutzen 
Prionen  unmöglich  zu kompliziert  BSE-low risk Reagenzien (FCS) verwenden 
Chemische Verunreinigungen unmöglich zu kompliziert bzw. evtl. unter GMP spezielle Nachweisverfahren getestete Chemikalien verwenden