Transplantation von Leberzellen für die Therapie Leber-basierter metabolischer Erkrankungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Transplantation von Leberzellen könnte sich für die Therapie angeborener Stoffwechselerkrankungen der Leber eignen, da viele Proteine mit metabolischen Funktionen in der Leber gebildet werden. Das erste Hauptprojekt hatte zum Ziel, mittels Zell- und Gentherapie eine therapeutische Korrektur der Phenylketonurie (PKU) im Mausmodell herbei zuführen. Hierzu sollten die Hepatozyten aus PKU-kranken Mäusen isoliert und der Defekt (Enzymmangel) mit einem therapeutischen Genvektor korrigiert werden; anschließend sollte die Transplantation dieser Zellen in die Leber von PKU-Mäusen erfolgen. Durch Kreuzungen wurden syngene PKU-Mäuse mit ähnlich hohen Phenylalaninspiegeln wie bei PKU-Patienten generiert. Es wurde ein lentiviraler Vektor sowie Gentransduktionsbedingungen entwickelt, mit denen sich frisch isolierte humane und Maus-Hepatozyten ohne Vitalitätsverlust innerhalb einer Stunde effektiv mit verschiedenen Genen transduzieren ließen. Markergene wurde nach der Zelltransplantation in der Mausleber stabil exprimiert. Anschließend erfolgte die Klonierung des therapeutischen Vektors mit dem bei der PKU defekten Gen. Die Transduktion von PKU- Hepatozyten mit diesem Vektor führte auch zu einer Steigerung der Enzymaktivität in den Zellen. Problematisch war allerdings die therapeutische Repopulation der PKU- Empfangerleber mit den transpl anti erten Zellen: Während in etablierten Mausmodellen eine ausgedehnte Vermehrung der gentransduzierten Hepatozyten in der Leber erzielt wurde, waren zwei geplante Verfahren in den PKU-Mäusen hierzu nicht erfolgreich. Daher wird aktuell der Versuch der Zell- und Gentherapie der PKU mit einem neu etablierten Repopulationsverfahren unternommen, um die Experimente zum Abschluss zu bringen und das Verfahren für einen möglichen klinischen Einsatz nutzbar zu machen. Im zweiten Hauptprojekt sollte die Isolation von Leberendothelzellen (LSEC) aus humanen Leberresektaten erfolgen, um den Produktionsort von Gerinnungsfaktor FVIII zu klären und die Zellen für die Therapie der Bluterkrankheit Hämophilie A nutzbar zu machen. Trotz des Nachweises von FVIII in den LSEC in vitro war die Anzahl und Vitalität dieser Zellen nicht ausreichend, um die geplanten in vivo Experimente durchzuführen. Stattdessen wurden humane hepatische Stemzeilen in die Leber immunsupprimierter Mäuse transplantiert. Mit spezifischen Proliferationsreizen konnte hierdurch ein neues Modell einer humanisierten Leberzirrhose inkl. Produktion menschlicher Matrixproteine in der Maus generiert werden. Dieses Modell wird zurzeit in Folgeexperimenten zum Studium der Fibrogenese und deren Hemmung genutzt. In weiteren Projekten konnte die Transplantation von Tumorzeilen genutzt werden, um einen neuen Aurorakinase-Hemmer zur Therapie maligner Erkrankungen erfolgreich zu testen. Dies gelang auch in experimentell induzierten Lebertumoren der Maus.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Generation ofa novel mouse model for treatment of liver metastases from neuroendocrine tumors Digestive Disease Week Meeting - American Gastroenterological Association. Gastroenterology 2001; 132:A309 (Suppl. 2)
Benten D, Schrader J, Ittrich H, Fradrich K, Pace A, De Weerth A, Lohse A, Blaker M
- Die Hemmung von Stresskinasen verbessert das Überleben primärer Hepatozyten fur zelltherapeutische Ansätze Jahrestagung der German Association for the Study ofthe Liver. Z Gastroenterol 2007; 45:120
Schrader J, Pace A, Lohse AW, Benten D
- A novel small-molecule aurora kinase inhibitor with strong antiproliferative activity in human carcinoid cell lines Digestive Disease Week Meeting- American Gastroenterological Association. Gastroenterology 2008; 134:A740 (Suppl. 1)
Benten D, Fraedrich K, Schrader J, Keller G, Gontarewicz A, Kromminga A, Lohse AW, Moll J, Brummendorf T, Blaker M
- A novel small-molecule aurora kinase inhibitor with strong antiproliferative activity in human HCC cell lines 43rd Annual Meeting ofthe European-Association-for-the-Study-of-the-Liver. J Hepatol 2008; 48:S127 (Suppl. 2)
Benten D, Keller G, Gontarewicz A, Quaas A, Balabanov S, Wege H, Schrader J, Lohse AW, Moll J, Brummendorf T
- Ein neuer kleinmolekularer Aurorakinase Inhibitor mit starker antiproliferativer Aktivität in humanen Karzinoid Zellen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft fiir Verdauungs- und Stoffwechselerkrankungen. Z Gastroenterol 2008; 46:972
Fraedrich K, Schrader J, Keller G, Gontarewicz A, Kromminga A, Moll J, Brümmendorf T, Lohse AW, Bläker M, Benten D
- Ein neuer smalJ-molecuIe Aurora Kinase Inhibitor zeigt starke antiproliferative Aktivität in humanen HCC Zellinien Jahrestagung der German Association for the Study ofthe Liver. Z Gastroenterol 2008; 46:104
Benten D, Gontarewicz A, Keller G, Quaas A, Balabanov S, Wege H, Warlich M, Moll J, Lohse, A, Brümmendorf T
- Aurora kinase inhibitor PHA-739358 suppresses growth of hepatocellular carcinoma in vitro and in a xenograft mouse model. Neoplasia. 2009 Sep;11(9):934-44
Benten D, Keller G, Quaas A, Schrader J, Gontarewicz A, Balabanov S, Braig M, Wege H, Moll J, Lohse AW, Brummendorf TH
- Induktion einer Fibrose in der Mausleber durch transplantierte humane Hepatische Stemzeilen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft fiir Verdauungs- und SlofPwechselerkrankungen. Z Gastroenterol 2009; 47:959
Benten D, Warlich M, Follenzi A, Kumaran V, Lütgehetmann M, Brenner D, Lohse AW, Gupta S
