Entwicklung hämatopoietischer Stammzellen aus humanen ES- und iPS-Zellen

• Antragstellerin: Dr. Katharina Hartmann
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207511694

Die Transplantation hämatopoietischer Stammzellen (HSCs) aus humanem Knochenmark und Blut ist durch die Verfügbarkeit humaner Leukozytenantigen (HLA)-kompatibler Spender für klinische Anwendungen limitiert. Die Fähigkeit aus embryonalen Stamm- (ES) und induziert-pluripotenten Stamm- (iPS) Zellen HSCs in vitro zu entwickeln, würde eine Transplantation ermöglichen ohne kompatible Spender zu benötigen. Studien haben gezeigt, dass reife hämatopoietische Zellen erfolgreich aus ES- und iPS-Zellen in vitro differenziert werden können. Jedoch ist die Entwicklung und Haltung von HSCs, die das gesamte hämatopoietische System in vivo rekonstituieren können, unter Zellkulturbedingungen nach wie vor schwierig.Das Ziel des Forschungsprojekts ist, optimale Zellkulturbedingungen zu finden, um HSCs, anstatt reifer hämatopoietischer Zellen, in vitro aus humanen ES- und iPS-Zellen zu generieren. Da gezeigt werden konnte, dass sowohl die unmittelbare Umgebung als auch der zeitliche Verlauf die Entwicklung von HSCs beeinflusst, sollen verschiedene Stromazelllinien und Zeitpläne benutzt werden. Durch Oberflächenmarkeranalysen der differenzierten Zellen und deren Sortierung sollen in den Kulturen HSCs angereichert und undifferenzierte Zellen mit teratogenem Potential depletiert werden.Kürzlich wurden Gene identifiziert, die in rekonstituierenden HSCs versus nicht-rekonstituierenden hämatopoietischen Vorläuferzellen unterschiedlich exprimiert sind. Diese Kandidatengene, die womöglich die Entwicklung von HSCs aus ES- und iPS-Zellen begünstigen könnten, werden entweder mit Hilfe cDNA-enthaltender retroviraler Vektoren überexprimiert oder als mRNA der entsprechenden Gene zugegeben. Der Einfluss dieser Gene wird mittels in vitro-Differenzierung und in vivo-Rekonstitutionsassays analysiert.Schließlich soll nach erfolgreicher hämatopoietischer Rekonstitution die Fähigkeit zur Toleranz weiterer allogener und syngener Organtransplantate untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Irving L. Weissman