Die Studie wurde von WissenschaftlerInnen des Deutschen Zentrums zum Schutz von Versuchstieren (Bf3R) beim Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin, unter Beteiligung der Universität Potsdam, der Freien Universität Berlin, des Institutes für Klinische Pharmakologie und Toxikologie an der Charité Berlin, der Humboldt-Universität, des Berlin Institute of Health durchgeführt. Unterstützt wurden sie ferner vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Berlin und vom Centre for Artificial Intelligence in Public Health Research des Robert Koch Instituts.

Phänotypische Veränderungen in der Morphologie und der internen Organisation von Zellen können auf Störungen der Zellfunktionen hinweisen. Dies lässt sich durch Cell Painting farblich darstellen. Beim Cell Painting werden fluoreszierende Farbstoff-Signale mikroskopisch aufgezeichnet und automatisiert im Hochdurchsatz-Verfahren ausgewertet. So kann festgestellt werden, ob und wie Zellen bzw. Zellbestandteile durch unterschiedliche Substanzen verändert werden. Dieses Verfahren wurde nun auf mindestens sieben Anfärbungen erweitert, die neun verschiedenen subzellulären Kompartimente und Organellen markieren, darunter die Plasmamembran, das Aktin-Zytoskelett, zytoplasmatische RNA, Nukleoli, Lysosomen, nukleäre DNA, endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien und Golgi-Apparat.

Zu den Zukunftsperspektiven des Verfahrens gehört nach Angaben der Autoren zum einen die Verwendung zum phänotypischen Screening größerer Substanzbibliotheken von toxikologischer und pharmazeutischer Relevanz. Zum anderen liefern die auf diese weise erhobene Daten auch weitere mechanistische Erkenntnisse zur Berücksichtigung bei der Adverse Outcome Pathway (AOP)-Konzeption. Das Verfahren kann zudem z. B. zur Vorhersage endokrin aktiver Substanzen (EAS) oder spezifischer Zielorgan-Toxizitäten (STOT) dienen und soll dabei unnötige Tierversuche vermeiden.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung von berichten über ihre Ergebnisse im Fachblatt Nature Communications:
von Coburg, E., Wedler, M., Muino, J.M. et al. (2025). Cell Painting PLUS: expanding the multiplexing capacity of Cell Painting-based phenotypic profiling using iterative staining-elution cycles. Nat Commun 16, 3857. https://doi.org/10.1038/s41467-025-58765-8

Quelle und weitere Informationen:
https://www.bfr.bund.de/mitteilung/zellen-im-farbkleid-zeigen-wirkung/