Aufbau einer Gentherapievektor-Integrationsdatenbank und komplexe Analysen des Integrationsverhaltens viraler Vektoren in hämatopoietischen und lymphatischen Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Fruehauf
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 16114493

Kürzlich konnte in zwei, einer in Paris und einer in Frankfurt durchgeführten klinischen Studien gezeigt werden, dass retroviraler Gentransfer in hämatopoietische Stammzellen eine signifikante Genexpression ermöglicht und ebenso zu einer Rekonstitution von fehlenden Wirtsfunktionen führt. Weitere viel versprechende Anwendungen, wie z.B. die Anwendung der Chemoresistenz Gentherapie sind bereits in fortgeschrittener präklinischer Entwicklung. Ein Risiko des retroviralen Gentransfers ist die Insertionsmutagenese, wie sie in einer klinischen Studie und im Mausmodell bereits beschrieben wurde. Dies zeigt, dass die Charakterisierung der Vektorintegrationsstellen für verschiedene Vektoren und Zellzielpopulationen dringend erforderlich ist. Unsere Gruppe hat Protokolle zur Detektion von retroviralen und lentiviralen Vektorintegrationsstellen im Genom humaner hämatopoetischer und lymphatischer Zellen sowie in Primaten- und Mauszellen entwickelt. Wir sind aktiv an nationalen und internationalen Kooperationsprojekten beteiligt, die sich mit der Charakterisierung neuer viraler Integrationsstellen beschäftigen. Mit der Zunahme an Informationen über neue Integrationsstellen ist es nun von hoher Bedeutung die gefundenen Integrationsstellen in einer Datenbank zusammenzufassen. Dies wird erlauben Faktoren, die eine präferentielle Vektorintegration in bestimmte Chromosomen- oder Genabschnitte determinieren zu charakterisieren. Die aus solch einer Integrationsdatenbank verfügbaren Informationen werden es ermöglichen gefährlichere Vektortypen, die z.B. bevorzugt in Onkogenen integrieren herauszufinden und sind damit für das Vektordesign von Bedeutung. Unsere Arbeitsgruppe hat bereits eine erste Version einer Datenbank, die mehr als 100 Vektorintegrationsstellen in humaner Blutstammzell-, Primaten- sowie muriner DNA enthält, entwickelt. Um das volle Potenzial einer solchen Datensammlung auszuschöpfen, sollten weitere Sequenzen hinzugefügt und erweiterte biomathematische Analysen durchgeführt werden. Die klinische Gentherapie mit innovativen viralen Vektoren, die ständig optimiert werden, ist nur dann - auch im Hinblick auf eine Zulassung durch die Ethikkommission - möglich und voll zu verantworten ist, wenn vorher experimentell das Integrationsverhalten viraler Vektoren möglichst weitgehend abgeklärt ist. Das hier beantragte Forschungsprojekt erlaubt solche Analysen und bildet somit die Grundlage für sämtliche in Deutschland aber auch weltweit durchzuführende klinische Gentherapiestudien. Vergleichbar mit dem Internationalen Knochenmarktransplantationsregisters (IBMTR) (http://www.ibmtr.org/) und der Collaborative Transplant Study (CIS) (http://cts.med.uniVector Integration Analysis heidelberg.de/public/introduction.html; Opelz et al. 1994} wird eine collaborative Datenbank für virale Integrationsstellen wesentlich zum Fortschritt des viralen Gentransfers beisteuern. Aufgrund der kürzlich veröffentlichten sehr positiven klinischen Ergebnisse ist es unseres Erachtens an der Zeit für ein solch wissenschaftliches Unterfangen. Die Kooperationsinteressen von nationalen, Europäischen und Transatlantischen Partnern zeigen uns, daß ein dringendes Bedürfnis für solch eine Datenbank vorhanden ist Die Unterstützung würde uns bei der Strukturentwicklung der Datenbank helfen ebenso wie bei der Durchführung verschiedenster biomathematischer Analysen und somit zur Klärung der Funktion der viralen Integration beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen