Immunologische Akzeptanz von Kardiomyozyten differenziert aus embryonalen Stammzellen durch Imitierung fetomaternaler Toleranz

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sonja Schrepfer
• Fachliche Zuordnung: Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 141088717

Das Hauptproblem der Organtransplantation ist die Organknappheit und Qualität. Eine mögliche Alternative zur Organtransplantation könnte die regenerative Medizin mit stammzelltherpeutischen Ansätzen darstellen. Die Transplantation von allogenen adulten oder embryonalen Stammzellen zur Organregeneration ist eine vielversprechende Zukunftsoption, befindet sich jedoch noch im experimentellen Stadium. Die zugrundeliegenden immunbiologischen Probleme der Stammzelltransplantation entsprechen in vielerlei Hinsicht denen der soliden Organtransplantation. Ein Vorteil adulter Stammzellen ist die Möglichkeit der autologen Transplantation. Allerdings ist es im Rahmen eines akuten Myokardinfarktes zeitlich nicht möglich, patienteneigene Stammzellen zu gewinnen und wochenlang zu züchten. Außerdem nimmt die Verfügbarkeit mit dem Alter des Patienten ab, wohingegen das Risiko eines Myokardinfarktes mit dem Lebensalter zunimmt. Ein weiterer Nachteil adulter multipotenter Stammzellen liegt in ihrer eingeschränkten Möglichkeit, sich in Herzmuskelzellen differenzieren zu können. Der größte Vorteil embryonaler Stammzellen ist ihre Pluripotenz, die ihnen die Differenzierung in Herzmuskelzellen ermöglicht. Eine große Hürde in der embryonalen Stammzelltransplantation ist jedoch ihre Antigenität. Humane embryonale Stammzellen, die immer allogen transplantiert werden müssen, können dem Empfänger-Immunsystem nicht entgehen und werden abgestoßen. Lebenslange Immunsuppression würde aufgrund der zahlreichen systemischen Nebenwirkungen dieser Medikamente nicht infrage kommen. Da Stammzellen vor ihrer Transplantation in Zellkultur gehalten werden, eignen sie sich hervorragend, vor ihrer Transplantation modifiziert zu werden, um ihre Antigenität zu verringern. Wir möchten hypo-immunogene Stammzellen generieren, indem wir die fetomaternale Toleranz imitieren. Die Schwangerschaft ist ein natürliches, erfolgreiches Modell immunologischer Toleranz. Das Kind, dessen genetisches Material zu 50% allogen ist, wird während der Zeit seiner intrauterinen Entwicklung vom mütterlichen Immunsystem akzeptiert. Ein Zustand, der fundamentalen Regeln der Transplantationsimmunologie (Selbst-Fremd Erkennung) widerspricht. Durch Imitierung der fetomaternalen Toleranz durch Modifizierung einzelner Moleküle auf den Stammzellen wollen wir die Abstoßungsreaktion besser verstehen, involvierte Zelltypen identifizieren und pluripotente Zellen generieren, die nicht nur zur Therapie des akuten Herzinfarktes Anwendung finden, sondern auch in anderen therapeutischen Ansätzen (wie z.B. in der Neurologie oder Diabetesforschung) einsetzbar sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Robert C. Robbins; Professor Dr. Irving L. Weissman