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Tumorzell-Invasion in 3D

Invasion Assay

Ein gebrauchsfertiger Agarose-Träger. Tumorzellen einbringen, Kollagen oder ECM zugeben und Invasion, Migration und Matrix-Abbau in einem 3D-Kompartiment messen.

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Hellfeld-Zeitreihe der Invasion aus einem Zellaggregat, mit eingezeichneter Auswertung.
Invasion über acht Tage (Glioblastomzellen U-251): ohne Matrix bleibt das Aggregat kompakt (links), mit ECM wandern die Zellen in die Matrix ein (Mitte). Rechts die Auswertung: Invasionsstrecke (Linien) und freigeräumte Matrixfläche (Umriss). Quelle: Thomsen et al., Methods Protoc. 2026, 9(4):112 · CC BY 4.0

Was es misst

Drei Messwerte, ein Kompartiment.

Migration, Invasion und Matrix-Abbau aus einem definierten Startpunkt, statt in drei getrennten Assays.

Invasionsstrecke · µm

Invasion

Strecke, die Zellen aus dem Aggregat in die Matrix vordringen.

Migration · µm

Einzelzell-Migration

Wanderung einzelner Zellen, getrennt vom Aggregat.

Freigeräumte Fläche · µm²

Matrix-Abbau

Fläche, die die Zellen aus Kollagen oder ECM herauslösen.

So läuft es

Vom Aggregat zur Messung, in vier Schritten.

Hellfeld-Mikroskopie genügt, kein Spezial-Equipment. Buchstaben verweisen auf die Felder der Abbildung.

Mehrteilige Abbildung des Assay-Prinzips: Kavitäten mit Zellen und Matrix sowie Schemazeichnungen.
Ablauf: Im Boden jeder Kavität bilden die Zellen ein kompaktes Aggregat, darüber kommt Kollagen oder ECM-Gel (Schema oben rechts). Zur Kultur und Mikroskopie werden die Streifen in die Parking Pockets gesetzt. Quelle: Thomsen et al., Methods Protoc. 2026, 9(4):112 · CC BY 4.0
  1. 01

    Zellen einbringen

    Tumorzellen in die Kavitäten des Gel Carriers geben; sie bilden ein kompaktes Aggregat (Abb. A).

  2. 02

    Matrix zugeben

    Kollagen Typ I oder ECM-Gel zugeben; es polymerisiert über den Zellen (Abb. B, C).

  3. 03

    In die Parking Pockets umsetzen

    Den beladenen Carrier in seine zwei Streifen (die Hälften des Carriers) trennen und in die Parking Pockets setzen, dann über Tage bis Wochen in der Schale im Hellfeld aufnehmen (Abb. D–I). Bestrahlung oder Wirkstoffe kommen hier dazu.

  4. 04

    Quantifizieren

    Invasionsstrecke, Einzelzell-Migration und freigeräumte Matrixfläche aus den Bildern messen.

Warum dieser Assay

Definiert, reproduzierbar, günstig.

Zwischen einfachen 2D-/Transwell-Assays und aufwendigen Organ-on-Chip-Systemen.

Definierter Start

Jede Kavität fixiert das Aggregat an derselben Position, anders als variable Sphäroide.

Drei Messwerte zugleich

Migration, Invasion und Matrix-Abbau im selben Kompartiment.

Kein Spezial-Equipment

Nur Hellfeld-Mikroskop. Keine Microfluidics, kein Bioprinting, keine Matrigel-Tropfen.

Adhärent und nicht-adhärent

Auch Zellen, die im Transwell nicht durch die Membran wandern.

Für Wirkstoff und Bestrahlung

Belegt mit Protease-Inhibitor und klinischer Bestrahlung.

Flexible Matrix

Kollagen Typ I oder ECM-Gel, je nach Fragestellung.

Belegt

Invasiv vs. schwach invasiv, klar getrennt.

MDA-MB-231 zeigte deutlich mehr Invasion und Matrix-Abbau als MCF7. Protease-Inhibitor und 2 Gy Bestrahlung senkten die Invasion.

Vergleich zweier Brustkrebs-Zelllinien mit Invasionsbildern und Quantifizierungsdiagrammen.
Validierung: Der Assay trennt hoch-invasive MDA-MB-231- von schwach-invasiven MCF7-Brustkrebszellen. Ein Protease-Inhibitor und eine Bestrahlung mit 2 Gy senken die gemessene Invasionsstrecke (Diagramme unten). Quelle: Thomsen et al., Methods Protoc. 2026, 9(4):112 · CC BY 4.0

Spezifikationen

Der Träger auf einen Blick.

Wird gebrauchsfertig geliefert.

Fotos der transluzenten Agarose-Bauteile des Invasion Assay mit einer Detailaufnahme einer Kavität.
Die gebrauchsfertigen Agarose-Bauteile: der Gel Carrier mit sechs Kavitäten je Streifen (Mitte) und die Parking Pocket als Halterung (links). Rechts eine Kavität im Detail, rund 0,6 mm breit und etwa 3 mm tief. Quelle: Thomsen et al., Methods Protoc. 2026, 9(4):112 · CC BY 4.0
Basismaterial
2,8 % Agarose, tierkomponentenfrei
Kavitäten
0,6 mm Durchmesser, ca. 3 mm tief, 6 je Streifen
Ladekanal
Gemeinsamer Kanal, 15 µL
Bauteile
Gel Carrier und Parking Pocket, je ca. 28 × 12 mm
Auslesung
Hellfeld-Mikroskopie, Zeitreihe über Tage bis Wochen
Kennzahlen
Invasionsstrecke, Einzelzell-Migration, freigeräumte Matrixfläche
Matrix
Kollagen Typ I oder ECM-Gel (anwenderseitig)
Auslieferung
Gebrauchsfertig, UV-dekontaminiert, in PBS gelagert

Peer-reviewed

Veröffentlicht in Methods and Protocols.

Vollständige Methode, Material und Validierungsdaten, Open Access. Erstautor: Andreas R. Thomsen.

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