Etablierung eines neuen in vitro-Modells für Entzündungsinduzierte Depression basierend auf Ko-Kultur von serotonergen Neuronen, Mikroglia und Mastzellen generiert aus humanen iPS-Zellen

• Antragstellerin: Dr. Bettina Bohl
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychiatrie ; Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505781658

Ziel dieses Projekts ist die Etablierung eines humanen Zellkulturmodells für Depression und Neuroinflammation durch Ko-Kultivierung von serotonergen Neuronen, Mikroglia und Mastzellen, welche aus iPS-Zellen gewonnen werden. Das erste Ziel ist daher die Entwicklung robuster Differenzierungsprotokolle ausgehend von drei unabhängigen humanen iPS-Zelllinien, welche die Grundlage für reproduzierbare, zuverlässige Ergebnisse bilden. Im Folgenden wird die Wirkung neuroinflammatorischer Prozesse auf serotonerge Neuronen untersucht. Sowohl eine kontrollierte Behandlung isolierter serotonerger Neuronen mit proinflammatorischen Mediatoren, als auch die Wirkung externer Entzündungsstimuli auf Ko-Kulturen sollen analysiert werden. In enger Zusammenarbeit mit den Bioingenieuren des Hashemi-Labors soll basierend auf der Multielektroden-Array (MEA)-Technologie eine Hochdurchsatz-in-vitro-Plattform entwickelt werden. Diese soll eingesetzt werden, um die Menge an extrazellulärem Serotonin und Histamin, das von Neuronen bzw. Immunzellen freigesetzt wird, mittels Fast Scan-Cyclovoltammetrie (FSCV) nachzuweisen. Die etablierten Zellkulturbedingungen werden für die parallele Betrachtung verschiedener Zelllinien und/oder verschiedener Behandlungen in einem Well-Platten-Format angepasst. Schließlich sollen Wirkstoffe, die Einfluss auf die Freisetzung von Serotonin bzw. Histamin nehmen, hinsichtlich ihres Potenzials charakterisiert werden, das Serotonin/Histamin-Verhältnis im Kulturmedium zu verändern und möglicherweise ein physiologisches Verhältnis der Biomarker wiederherzustellen. Perspektivisch kann diese Plattform auf Patienten-spezifische iPS-Zellen angepasst werden und somit für die personalisierte Diagnose und Behandlung von Depressionen eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeberin: Professorin Dr. Parastoo Hashemi