Etablierung einer Kardiomyozytenkultur aus equinen Präadipozyten zur Erforschung atrialer und ventrikulärer Ionenkanäle beim Pferd

• Antragstellerin: Professorin Dr. Heidrun Gehlen
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470941103

Vorhofflimmern stellt sowohl beim Menschen als auch beim Pferd eine häufige Herzerkrankung dar und ist vor allem beim Hochleistungspferd oftmals mit einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit verbunden. Bei der medikamentösen Behandlung werden Antiarrhythmika verwendet, welche Einfluss auf Ionenkanäle am Herzen haben, die für die Ausbreitung der elektrischen Aktivität sowie das Auslösen der Herzkontraktion verantwortlich sind. Untersuchungen beim Hund und Pferd weisen deutlich auf eine speziesspezifische Expression von Ionenkanälen hin. Die Entwicklung speziesspezifischer Modelle ist also notwendig, um neue Therapieansätze aus der Human- in die Veterinärmedizin zu übertragen und um genauer zu untersuchen, ob ähnlich wie beim Menschen, der vorhofspezifische K+-Kanal auch vermehrt beim Pferd vorkommt und in der Therapie des Vorhofflimmerns eine Alternative darstellen könnte. Ziel des Projektes ist es, ein pferdespezifisches in-vitro-Kardiomyozyten-Modell zu entwickeln. Die Vorarbeiten zu diesem Antrag stützen die Hypothese, dass es wie bei anderen Spezies (Maus, Mensch, Rind) auch beim Pferd möglich ist, pluripotente Stammzellen aus Fettgewebe zu isolieren. Eine zweite Hypothese ist, dass diese Präadipozyten sich mit geeigneten Transformationsmedien in Kardiomyozyten-ähnliche Zellen differenzieren lassen. Mit dem Ziel der Überprüfung dieser Hypothesen sollen die gewonnenen Präadipozyten morphologisch, molekularbiologisch und immunphänotypisch mittels Durchflusszytometrie auf ihre Charakteristika als MSCs geprüft, die nach der Transformation mit zwei verschiedenen Protokollen (5-Azacytidin bzw. Akt A/ BMP-4/ DKK-1) gewonnenen Kardiomyozyten-ähnlichen Zellen morphologisch beschrieben und die Expression herzspezifischer Marker mittels der im vorliegenden Projekt etablierten SYBR Green RT-qPCR untersucht werden. In einem zweiten Schritt soll der Einfluss einer Lamininbeschichtung der Zellkulturgefäße auf das Differenzierungspotential equiner Präadipozyten evaluiert werden, sowohl morphologisch als auch auf Genexpressionsebene (SYBR Green RT-qPCR). Bei erfolgreicher Differenzierung werden die elektrophysiologischen Eigenschaften der transformierten Zellen mittels patch-clamp-Technik mit denen nativer equiner Kardiomyozyten verglichen. Mit dem entwickelten in-vitro-Modell kann die Funktion einzelner Ionenkanäle im Aktionspotential gezielt mit elektrophysiologischen Labormethoden überprüft werden. Die klinische Anwendung des Modells liegt in der Untersuchung der Wirkung von Antiarrhythmika gegen das Vorhofflimmern beim Pferd. Mit dem Nachweis der gewünschten Veränderung des Aktionspotentials in vitro können Medikamente vorselektiert werden, bevor sie am Pferd eingesetzt werden. Dies reduziert perspektivisch die Anzahl von Tierversuchen (3R-Prinzip).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen