Verbesserung der in vitro Spezifizierung definitiver Hämatopoese aus spezialisierten Endothelzellen mittels genetischer und epigenetischer Modifikationen

• Antragstellerin: Dr. Caroline Maria Schuster-Kubaczka
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321142297

Die Entdeckung und Transplantation hämatopoetischer Stammzellen (HSZ) ist eine Erfolgsgeschichte der regenerativen Medizin. Um den Bedarf an HSZ zu decken, wurden zahlreiche Versuche unternommen die Zellen entweder ex-vivo zu expandieren oder de-novo aus pluripotenten Stammzellen zu generieren. Allerdings blieben diese Ansätze bis heute weitestgehend erfolglos. Das Daley Labor hat mithilfe eines genetischen Screenings sieben Transkriptionsfaktoren identifiziert, die in Kombination mit Wachstumsfaktoren in der Lage sind, humane pluripotente Stammzellen über eine endotheliale Zwischenstufe (hemogenic endothelium) in HSZ zu differenzieren. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Effizienz dieser Differenzierung zu erhöhen, um eine ausreichend hohe Zellzahl für nachfolgende Applikationen, wie beispielsweise Wirkstoff-Screenings, zu erzeugen. Dazu soll eine Reporterzelllinie verwendet werden, die ein Fluoreszenzprotein unter der Kontrolle des HSZ-spezifischen Runx1 Promotors exprimiert und somit die Identifikation erfolgreich spezifizierter HSZ ermöglicht. Ziel ist es, die essentiellen Transkriptionsfaktoren zu identifizieren und die Anzahl benötigter Transkriptionsfaktoren für die Spezifizierung von HSZ zu verringern. Daraufhin soll die Effizienz der hämatopoetischen Stammzell-Spezifizierung durch Optimierung der Transgenexpression mittels eines polycistronischen, lentiviralen Vektors erhöht werden. Ferner soll ein siRNA Screening durchgeführt werden, um epigenetische Modulatoren zu identifizieren, die den Prozess der Spezifizierung inhibieren. Schließlich sollen die Mechanismen, mit denen die Transkriptionsfaktoren und epigenetischen Modulatoren das hämatopoetische Zellschicksal bestimmen, mittels globaler Genexpressionsanalysen und Transkriptionsfaktor-Bindestudien entschlüsselt werden. Einblicke in die molekularen Mechanismen der HSZ-Spezifizierung werden es langfristig erlauben reife HSZ aus pluripotenten Stammzellen zu generieren, die als potentielle Quelle für klinische Applikationen dienen können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor George Q. Daley, Ph.D.