PowerStem EST ist ein komplett definiertes, serumfreies System zur Kultivierung und Vermehrung undifferenzierter embryonaler Stammzellen (mES-Zellen) der Maus und zur anschließenden Differenzierung in schlagende Kardiomyozyten (z.B. für den embryonic stem cell test EST). Der EST wurde vom European Centre for Validation of Alternative Methods (ECVAM) formal anerkannt und akzeptiert als in vitro Assay zur Testung auf Embryotixizität.

Mit dem in vitro EST kann eine Kategorisierung des embryotoxischen Potentials chemischer Substanzen und neuer Medikamente durchgeführt werden. Basierend auf einer Inhibition der Differenzierung muriner embryonaler Stammzellen in schlagende Kardiomyozyten wurde ein Modell zur Risikoabschätzung für ein Screening neu entwickelter Chemikalien und Pharmaka entworfen. Die Verwendung des EST zur Risikoanalyse neuer Substanzen auf Embryotoxizität reduziert den experimentellen Zeitaufwand, Testkosten und die Zahl an Tierversuchen deutlich.

Zusammensetzung
Das PowerStem EST System enthält ein komplexes Basal Medium aus Salzen, Aminosäuren, Vitaminen und Mikronährstoffen zu dem ein serumfreies Supplement (PowerStem EST Growth Supplement) bestehend aus einer Mischung von Proteinen, Wachstumsfaktoren und Hormonen unmittelbar vor Gebrauch zugegeben wird.

Für eine Erhaltung des undifferenzierten Zustandes und ein Wachstum der ES Zellen wird dem supplementierten Basal Medium (PowerStem EST LIF-supplement) zusätzlich mouse leukemia inhibitory factor (mLIF, 1000 U/ml) zugesetzt. Zur Differenzierung in schlagende Kardiomyozyten wird zu dem supplementierten Basal Medium (ohne mLIF) eine Mischung von Differenzierungsfaktoren (PowerStem EST Differentiation Supplement) gegeben.
Anwendungsbereich
PowerStem EST wird zur Testung chemischer Substanzen und pharmazeutischer Inhaltsstoffe aus Mutagenese, Zytotoxizität und Embryotoxizität (embryonic stem cell test, EST) verwendet. Aus embryonalen Stammzellen gewonnene Kardiomyozyten können für viele verschiedene Anwendungen benutzt werden. Das Basal Medium wird sowohl für die Proliferation als auch Differenzierung von ES Zellen verwendet - je nach Fragestellung werden entsprechende Komponenten zugefügt, um die undifferenzierte Proliferation oder eine Differenzierung der Zellen zu erreichen.
Besondere Vorteile
Die in vitro Differenzierung von embryonalen Stammzellen der Maus wird üblicherweise unter Verwendung von foetalem Rinderserum (FBS) durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die Verwendung von FBS einen limitierenden Faktor für die erfolgreiche Differenzierung von ES Zellen zu Kardiomyozyten darstellt. Manche Serumchargen resultieren in einer geringen Differenzierung, während andere Chargen überhaupt keine Differenzierung erlauben. Die Suche nach geeigneten Serumchargen und die hohe Variabilität der unterschiedlichen Chargen machen die Differenzierung von ES Zellen unter Verwendung von Serum zu einer zeitaufwändigen und kostenintensiven Prozedur.

Im Gegensatz dazu konnte gezeigt werden, dass unter serumfreien Bedingungen eine deutlich erhöhte Zahl an differenzierten ES Zellen gewonnen werden kann. Zusätzlich wird eine wesentlich stabilere Differenzierungsrate beobachtet. Das PowerStem EST Medium kit fördert die erfolgreiche Expansion undifferenzierter ES Zellen und fördert die anschließende Differenzierung der Zellen in schlagende Kardiomyozyten unter serumfreien Bedingungen.