Entwicklung der Biohybridlunge - Gentisch modifizierte anti-thrombogen und immunologisch unsichtbare Endothelzellen für die Endothelialisierung von Gasaustauschmembranen für erste in-vivo Einsätze

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Constanca Figueiredo; Dr. Bettina Wiegmann
• Fachliche Zuordnung: Pneumologie,Thoraxchirurgie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347346497

In unseren früheren Studien haben wir uns auf die Entwicklung einer implantierbaren Biohybridlunge (BH) als Alternative zur Lungentransplantation konzentriert. Um die langfristige Anwendung der BH zu unterstützen, haben wir die Endothelialisierung von Gasaustauschmembranen (GEM) zur Schaffung einer hämokompatiblen Oberfläche etabliert. Zweifelsohne wären primäre autologe Endothelzellen die am besten geeignete Zellquelle, aber ihre Generierung zur GEM-Besiedlung ist in einer ausreichenden Menge unmöglich. Unsere hergestellten MHC-Klasse I und Klasse II stillgelegten ECs sind eine optimale Alternative, da sie vor der zellulären und humoralen allogenen Immunantworten geschützt sind. Obwohl sich die Stilllegung der MHC-Expression als wirksame Strategie zur optimalen Anwendung allogener ECs zur Endothelialisierung der BH erwies, bleibt das Risiko für thrombogene Ereignisse ein großes Problem. Durch eine zusätzliche gentechnische Veränderung sollen nicht nur vor MHC- und nicht-MHC-bezogenen Antikörpern und allogenen zellulären Immunantworten geschützt und anti-throbogen sein. Dieser Ansatz wird dazu beitragen, vollständige immunologisch unsichtbare ECs gegen MHC-bezogene oder nicht verwandte allogene Immunantworten zu erzeugen und gleichzeitig die Auslösung von thrombogenen Ereignissen zu verhindern. Zu diesem Zweck werden immunologisch unsichtbare ECs durch Transduktion mit lentiviralen Vektoren erzeugt, die für die shRNAs kodieren, die auf β2-Mikroglobulin und den Klasse-II-Transaktivator (CIITA) und die negativen Komplementregulationsproteine CD55 und CD59 abzielen. Darüber hinaus werden sie mit Vektoren, die für Thrombomodulin oder die Serinprotease S1 kodieren, transduziert, um eine endotheliale, vollständig anti-thrombogene und immunologisch unsichtbare GEM-Besiedlung zu ermöglichen. Trotz der Generierung dieser genetisch modifizierten "Superzellen" muss die EC-Zellschicht auf den GEM eine Vielzahl zusätzlicher Anforderungen erfüllen, um die erforderliche langfristige Lungenunterstützung zu gewährleisten oder sogar die Lungenfunktion des Patienten zu ersetzen. Durch die erfolgreiche Übertragung unserer Analysemethoden von den 2D-Gasaustauschfolien auf die klinisch relevanten 3D-GEM, die Etablierung der eigenen Herstellung geeigneter Beschichtungen und die 3D-GEM-Mehrschichtanwendungen, sowie die Etablierung eines Klein- und Großtiermodells zur Erprobung der Biohybridlunge im Tiermodell werden wir klinisch relevante Fragen beantworten. Durch die erfolgreiche Umsetzung dieses Projektes werden wir das beste GEM-Beschichtungs- und Endothelialisierungsverfahren identifizieren, dass die entscheidenden Anforderungen einer Die im Rahmen dieses Projekts erzielten Ergebnisse werden den Weg für eine zukünftige Anwendung der Biohybridlunge als Alternative zur Lungentransplantation als realistische Endzieltherapie ebnen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2014: Auf dem Weg zur implantierbaren Lunge