Teilprojekt eines Verbundes

Funktionalisierung der iPS-Zelllinien und Organoid Design

Förderkennzeichen: 01EK1612B
Fördersumme: 1.108.561 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Ralf Mrowka
Adresse: Universitätsklinikum Jena, Klinik für Innere Medizin III, Experimentelle Nephrologie
Am Nonnenplan 2
07743 Jena

Ein Ziel ist es, die patientenspezifischen oder krankheitsspezifischen iPS-Zellen mit Reportergenen zu versehen (zu funktionalisieren). Grundlage für diese Aktivitäten ist die Arbeitshypothese, dass sich Reportergene für das Screening auf gewünschte Therapieeffekte oder zur Offenlegung von Nebeneffekten eignen, denn sie können die Aktivierung von spezifischen Stoffwechselwegen anzeigen. So können sie dazu dienen, neue Medikamente zu finden und somit zum Beispiel Nierenkrankheiten besser zu behandeln. Es werden wirkstoff-spezifisch aktivierbare Genschalter vor sogenannte Reportergene in das Erbgut (DNA) der iPS-Zellen gebracht, die dann im Weiteren die erfolgreiche Medikamentenwirkung optisch anzeigen können. Die generierten Zelllinien werden zu gewebespezifischen Zellen differenziert. Weiterhin soll ein Organ-on-chip Modell der Leber und der Niere auf Basis der von den Verbundpartnern generierten Zellen etabliert werden, das die Interorgan-Kommunikation von gesunden Probanden und von Patienten simuliert. Dabei wird das Leberorganoid aus Hepatozyten und Endothelzellen bestehen, welche immunregulatorische Makrophagen und Sternzellen umfassen. Das Nierenorganoid wird Einheiten aus Glomerulus-Zellen sowie proximale und distale Tubulus-Zellen enthalten, welche im Konzert Funktionen einer humanen Niere widerspiegeln können. Es soll untersucht werden, wie in einer mikrofluidischen Plattform mehrschichtig aufgebaute Leber- und Nierenorganoide miteinander über das zirkulierende Medium kommunizieren. Das mikrofluidische, iPS-basierte Multiorgan-Chip System soll anhand von geeigneten Referenz-Therapeutika getestet und hinsichtlich seines Prädiktionspotenzials für Wirkstoffe charakterisiert und validiert werden. Ein weiterer Aspekt wird die Überprüfung der Verlässlichkeit der on-chip-Zellkultivierung sein.