Laborleiter: Dr. rer. nat. George Kensah

Titel: Entwicklung von neuartigen Strategien zur Regeneration von geschädigtem Herzmuskel

Leitung: Dr. rer. nat. George Kensah, Prof. Dr. med. Hassina Baraki

Kooperationspartner: PD. Dr. rer. nat. Dirk Wedekind (MHH)

Projektdauer: 2013 ‚Äď 2020

Stand des Projekts: In Bearbeitung

Noch immer stellen Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems weltweit eine der h√§ufigsten Todesursachen dar. Induziert pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) k√∂nnen dazu verwendet werden, Herzmuskelzellen in ausreichender Menge f√ľr die Regeneration von geschw√§chtem Myokard im Labor herzustellen. In den vergangenen Jahren haben sich die Hinweise verdichtet, dass sich hierf√ľr vorgeformte und funktionelle Stammzell-abgeleitete Myokardkonstrukte besser eignen, als einzelne Herzmuskelzellen in Suspension. Letztere werden nach Applikation in das Myokard sehr schnell wieder ausgewaschen, wohingegen 3-dimensionale Herzmuskelkonstrukte an ihrem Einsatzort fixiert werden, und so ihr therapeutisches Potential besser entfalten k√∂nnen. In einem chirurgisch zug√§nglichen Kleintiermodell werden unterschiedliche Herangehensweisen getestet, um das √úberleben des Transplantats und dessen Integration in das Empf√§ngermyokard zu optimieren. Hierf√ľr werden iPS-Zellen der Ratte zu Herzmuskelzellen differenziert, f√ľr die Gewebeherstellung verwendet und in einem Bioreaktorsytem zur Reifung gebracht, um anschlie√üend in Ratten mit einem chronischen Myokardinfarkt transplantiert zu werden. Ziel dieses allogenen Ansatzes ist es, die Situation, wie sie bei der zuk√ľnftigen Anwendung dieses neuartigen chirurgischen Verfahrens in der Klinik vorzufinden ist, zu modellieren. Insbesondere die Untersuchung immunologischer Aspekte stehen im Fokus dieses Vorhabens, da neben der chronischen Absto√üung, die durch Immunsuppressiva vermieden werden kann, die akute Entz√ľndungsreaktion ein massives Hindernis f√ľr das √úberleben und die Integration des Transplantats darstellt. Die aus diesem Ansatz gewonnenen Erkenntnisse sollen eine zeitnahe klinische Translation dieses Verfahrens unterst√ľtzen.

 

Titel: Modellierung von genetisch bedingten Erkrankungen des Herzmuskels

Leiter: Dr. rer. nat. George Kensah

Kooperationspartner: Prof. Dr. med. Gerd Hasenfu√ü (UMG), Prof. Dr. med. Martin Zenker (Uniklinik Magdeburg), Prof. Dr. rer. nat. Reza Ahmadian (Uniklinik D√ľsseldorf)

Projektdauer: 2015 ‚Äď 2019 (Verl√§ngerung beantragt)

Stand des Projekts: In Bearbeitung.

Da sich iPS-Zellen mit verh√§ltnism√§√üig geringem Aufwand aus leicht zug√§nglichen Zellen von Patienten herstellen lassen, bspw. aus Blut oder kleinen Hautbiopsien, und sich in alle Zellen des mnschlichen K√∂rpers differenzieren lassen, eignen sie sich hervorragend dazu, genetisch bedingte Erkrankungen in vitro zu modellieren. Im Fokus unserer Forschungsbem√ľhungen stehen Patienten, die Mutationen in Genen des RAS-MAPK Signaltransduktionswegs tragen. Diese Mutationen geh√∂ren zur Gruppe der seltenen Erkrankungen und werden der Familie der RASopathien zugordnet. Charakteristische Merkmale der Betroffenen sind in unterschiedlich starker Auspr√§gung unter anderem kognitive Defizite, vermindertes Wachstum und Ver√§nderungen des Herzmuskels, was im schlimmsten Fall zu Herzversagen im fr√ľhen Kindesalter f√ľhrt. Wir verwenden iPS-Zellen dieser Patienten, aus denen wir ebenfalls 3-dimensionale Herzmuskelkonstrukte herstellen. In diesem Falle dienen sie jedoch nicht zu Transplantationszwecken, sondern dazu den Krankheitsverlauf in vitro nachzuempfinden und mechanistische Aspekte der Krankheitsphysiologie zu entschl√ľsseln und zu verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse k√∂nnen dazu dienen Strategien zu entwickeln, um betroffene Personen zuk√ľnftig Mutations-spezifisch medikament√∂s zu behandeln. Zu diesem Zweck verwenden wir Bioreaktor-Systeme, die es uns erlauben individuelle Gewebe √ľber einen Zeitraum von mehreren Monaten wiederholt physiologischen Untersuchungen zu unterziehen, um so bspw. die Auswirkungen von pharmakologischen Interventionen zu pr√ľfen und zu optimieren.