Super-Blutplättchen als spezifische Transporter zur Regeneration des Herzens

• Antragstellerin: Dr. Annett Kühnel
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320973724

Herzschwäche, medizinisch auch Herzinsuffizienz genannt, stellt die häufigste Todesursache weltweit dar. Bisherige Behandlungskonzepte zielen vor allem auf eine Entlastung des erkrankten Herzmuskels zur Erhöhung der Überlebensrate und auf eine Verlangsamung des Krankheitsverlaufs, sowie eine Minderung chronischer Folge- oder Begleiterkrankungen ab. In Gegensatz dazu versuchen regenerative Therapieansätze die entstandenen Schäden am Herzmuskel direkt zu behandeln, indem sie zum Beispiel die Regenerationsfähigkeit des Herzens fördern. Hierbei steht vor allem die Generierung von Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) sowie deren Versorgung durch neu gebildete Blutgefäße im Vordergrund. Diesbezüglich verfolgen wir einen neuen therapeutischen Ansatz, der die gezielte Anreicherung von Proteinen mit pro-regenerativen Eigenschaften im Bereich des Herzinfarktes erlaubt. Beispielsweise akkumulieren Blutplättchen im ischämischen Infarktbereich und wir planen, diese Blutplättchen zu modifizieren und als "Transporter" für wachstumsfördernde Botenstoffe zu nutzen. Innerhalb dieses Forschungsvorhabens sollen so genannte "universelle" Blutplättchen produziert werden, deren alpha-Vesikel, ein spezielles Organell des Blutplättchens, pro-angiogene Proteine enthalten. Diese wiederum sollen nach Freisetzung im ischämischen Herzareal die Blutgefäßbildung fördern. Um unser Ziel zu erreichen sollen humane, induzierte pluripotente Stamm (iPS) -Zellen verwendet und genetisch modifiziert werden. Diese Stammzellen lassen sich mittels der sogenannten "Forward Programming" Methode, die in unserem Labor entwickelt und kürzlich veröffentlicht wurde, in Megakaryozyten und Blutplättchen differenzieren. Dieses Protokoll ermöglicht eine Art "Massenproduktion" von funktionellen Blutplättchen nach GMP-Richtlinien. Die iPS-Zellen sollen im Verlauf des Projektes so modifiziert werden, dass sie kein humanes Leukozytenantigen (HLA) auf ihrer Zelloberfläche exprimieren und zusätzlich eine spezielle Gensequenz enthalten, die es ermöglicht, die pro-angiogenen Faktoren VEGF121, FGF2 und CXCL2 in die alpha-Vesikel der Blutplättchen zu transportieren und zu verpacken. Blutplättchen, die aus diesen iPS-Zellen generiert werden, wären zum einen "universell", da sie kein HLA auf ihrer Membranoberfläche präsentieren und dementsprechend keine Immunreaktion im Rezipienten auslösen. Zum anderen würden sie Botenstoffe in sich tragen, die während der Degranulation an ihre Umgebung abgeben und die Blutgefäßbildung im Infarktgebiet spezifisch fördern könnten. Individuell angepasste und in vitro produzierte Blutplättchen könnten einen erfolgs-versprechenden neuen Ansatz in der zellbasierten Herztherapie darstellen. Im Zusammenhang mit Herzinfarkten oder anderen ischämischen Erkrankungen könnten sie als sichere und spezifische "Transporter" genutzt werden, die eine Freisetzung von positiven Botenstoffen im Ischämieareal erlauben und somit sowohl die Wundheilung als auch die Blutgefäßbildung fördern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Dr. Cedric Ghevaert