Modulation der Expression retroviraler Transfergene in humanen Keratinozyten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die wesentlichen Ergebnisse des Forschungsprojekts lassen sich wie folgt zusammenfassen: Langlebige humane Keratinozyten lassen sich nach Transduktion mit dem MDR- Selektionsgen in-vivo durch topische Kolchizinbehandlung selektiv anreichem. Dies ermöglicht durch ein relativ einfaches und sicheres Verfahren, dem topischen Auftragen einer kolchizinhaltigen Creme, die gezielte Expansion genetisch modifizierter Keratinozyten-Stammzellen, was eine enorme Bedeutung für die Etablierung langfristig wirksamer kutaner gentherapeutischer Verfahren hat. Es wurden Faktoren ermittelt, die die Effizienz eines bicistronischen Selektionsvektors in der Haut beeinflussen. So kommt dem Aufbau des Vektorgerüsts eine große Bedeutung zu, aber auch die zu transduzierende Zielzelle spielt bei der Expressionsstärke der bicistronischen Genkassette eine Rolle. Diese Ergebnisse liefem wertvolle Hinweise für die Anfertigung leistungsstarker bicistronischer kutaner Vektoren. Aus der Haut, und hier speziell den Keratinozyten, läßt sich durch entsprechende genetische Modifikation eine 'Biofabrik' generieren. So konnte erstmals gezeigt werden, dass humane Keratinozyten in-vivo in der Lage sind Eryhtropoietin zu synthetisieren und in den Blutkreislauf zu sezernieren. Damit erweist sich die Haut, nicht zuletzt auch aufgrund ihrer einfachen, direkten Zugänglichkeit, als ein sehr attraktives Organ für eine gentherapeutische Nutzung zur Produktion systemisch benötigter Genprodukte. Überaschenderweise führte die erfolgreiche Anreicherung EP07MDR-transduzierter Keratinozyten in Hauttransplantaten nicht zu einem systemischen Anstieg des Eryhtropoietinspiegels. Obwohl sich aktuell nur über den Grund spekulieren läßt, stellt dieses Resultat einen bedeutenden Hinweis darauf dar, dass die Expansion einer genetisch modifizierten Zelle nicht automatisch zu einer stärkeren allgemeinen Expression des gewünschten Gens führt und dass stets Interaktionen des transferierten Genvektors mit dem natürlichen biologischen Funktionen der Zielzelle möglich sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2002) Topical colchicine selection of keratinocytes transduced with the multidrug resistance gene (MDRl) can sustain and enhance transgene expression in vivo. Proc Natl Acad Sci USA 199:13096-101
Pfützner W, Terunuma A, Tock CL, Snead EK, Kolodka TM, Gottesman MM et al.
- (2004) Topical colchicine selection of keratinocytes transduced with the multidrug resistance gene (MDRl) can sustain and enhance transgene expression in vivo. Cells Tissues Org 177:151-9
Pfützner W, Vogel JC
- (2006) A large preclinical animal model to assess ex-vivo skin gene therapy applications. Arch Dermastol Res 298:16-22
Pfützner W, Joan MR, Foster RA, Vogel JC
- (2008) An approach to achieve long-term expression in skin gene therapy. Toxicol Path 36:104-11
Therrien JP, Pfützner W, Vogel JC
- (2008) Selectable bicistronic vectors in skin gene therapy. Arch Derm Res (Epub ahead of print)
Scheidemann F, Therrien JP, Pfützner W
- (2008) The skin as a biofactory for secretion of erythropoietin: potential of genetically modified keratinocytes and fibroblasts. Exp Dermatol 17:481-8
Scheidemann F, Loeser M, Kromminga A, Therrien JP, Vogel JC, Pfützner W
- (2008) In-vivo synthesis and secretion of erythropoietin (EPO) by genetically modified primary human keratinocytes (KC) grafted onto immunocompromised mice. Gene Ther
Scheidemann F, Therrien JP, Vogel JC, Pfützner W
