Etablierung neuer Stammzelllinien mit erweitertem Potenzial (Expanded Potential Stem Cells, EPSCs) aus präimplantatorischen Rinderembryonen: in vitro und in vivo Studien.

• Antragstellerin: Dr. Monika Nowak-Imialek
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465494419

In vielen Spezies, einschließlich des Menschen, Ratten, Mäusen und Affen können embryonale Stammzellen (ES) aus der inneren Zellmasse von Präimplantationsembryonen, sogenannten Blastozysten, gewonnen werden. Diese Zelllinien können sich selbst erneuern und dadurch prinzipiell unbegrenzt in vitro in Kultur gehalten werden. Trotz erheblicher Bemühungen konnten jedoch bis jetzt keine bona fide pluripotente Stammzellen aus Rindern etabliert werden. Obwohl von einigen Fortschritten berichtet wurde, erfüllen die bisher gewonnenen Rinder ES-Zellen nicht das strenge Kriterium für die Pluripotenz, d.h. die Generierung von Keimbahn-Chimären. Kürzlich wurden anhand von neu entwickelten, sogenannten „erweiterten Kulturbedingungen“ embryonale Stammzellen aus Schweineembryonen etabliert. Diese Zellen, genannt als „Stammzellen mit erweitertem Potenzial“ (Expanded Potential Stem Cells, EPSCs), besitzen die einzigartige Eigenschaft, nicht nur in zahlreiche Zelltypen des Organismus differenziert werden zu können, sondern auch in extraembryonales Gewebe.Das Ziel dieser Studie ist die Etablierung von Rinderstammzelllinien mit „erweitertem Stammzellpotential“ (EPSCs) aus in vitro produzierten Embryonen. Diese Zellen sollten in der Lage sein, sich unter geeigneten in vitro Kulturbedingungen im undifferenzierten Zustand zu vermehren, und gleichzeitig in vitro und in vivo in unterschiedliche Zelltypen des Körpers zu differenzieren, sich an der Keimbahn zu beteiligen und vermutlich in Zukunft auch funktionelle Gameten zu entwickeln. In dieser Studie ist es geplant, Kulturmedium mit „erweitertem Stammzellpotential“ (EPSCM) zu verwenden, um embryonale Rinderstammzelllinien zu etablieren. Die embryonale Stammzellen werden aus dem 8-bis-16-Zellstadium und Blastozysten isoliert (Ziel 1) und bezüglich deren Morphologie, in vitro Wachstumspotential, Stabilität des Karyotyps, Expression von Stammzellmarker, Fähigkeit genetisch modifiziert zu sein, und Potential in vitro zu differenzieren charakterisiert (Ziel 2). Wir gehen davon aus, dass wir unter Verwendung der „erweiterten Kulturbedingungen“ es schaffen werden, Rinderstammzellen mit erweitertem Potential (bEPSCs) zu etablieren. Solche Stammzellen werden frühen Blastomeren ähneln, und sollten nach Wiedereinführen in das Embryo in der Lage sein, keimbahngängige Chimären zu produzieren (Ziel 3). In diesem Projekt werden einzigartige Rinderstammzelllinien mit erweitertem Potential etabliert, die großartige Kandidaten für mehrfache genetische Modifizierungen sein könnten und dadurch die Generierung transgener Rindermodelle erleichtern würden. Diese Zelllinien mit erweitertem Potential, sich in verschieden Gewebetypen sowie in extraembryonales Gewebe differenzieren zu lassen, könnten sowohl für die Reproduktionsbiotechnologie als auch für innovative Methoden der in vitro Züchtung von großem Interesse sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Izabela Woclawek-Potocka