Nichtinvasive in vivo-Quantifizierung von Transgen-Expression und funktionellen Therapieeffekten nach kardialem Gentransfer
Final Report Abstract
Neue kardiale Therapien wie Gen- und Zelllherapie werden gerade zur Behandlung der ischämischen Herzerkrankung als aussichtsreich und innovativ angesehen. Diese Verfahren werden teilweise bereits in klinischen Studien eingesetzt. Dort werden Auswirkungen und Nutzen aber nur indirekt, also durch Verbesserungen von Symptomen und klinischen Untersuchungsergebnissen erfasst. Wenig ist über globale und regionale Effekte auf funktionelle Parameter wie myokardialen Blutfluss, Vasoreaktivität und Metabolismus in vivo bekannt. Auch sind direkte Messungen der Expression des therapeutischen Gens und der Slammzell-Lokalisation sowie -Vitalität ursprünglich nur ex vivo möglich gewesen. Im vorliegenden Projekt wurden in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Bildgebungsexperten, Molekular- und Zellbiologen, Kardiologen und Pathologen zunächst nuklearmedizinische Ansätze zum nichtinvasiven Monitoring der Transgenexpression nach Gentransfer evaluiert. Optimale Aufnahmeprotokolle und Radiotracer für das herpesvirale Thymidinkinase-Reportergen und für das Natriumlodid-Symporter-Reportergen wurden definiert. Letzteres stellt sich dabei als besonders interessant heraus, da es als humanes Gen keine Immunreaktionen am Menschen triggert, und außerdem zu einer im Vergleich höheren Anreicherung des zugehörigen radioaktiv markierten Reportersubstrats und damit einer verbesserten in vivo Nachweiswahrscheinlichkeit führt. In weiterführenden Experimenten wurde die Reportergen-Bildgebung dann venwendet, um die regionalen physiologischen Effekte des Transfers eines gleichzeitig exprimierten angiogenese-induzierenden Gens (VEGF) auf Blutfluss und Myokardbiologie zu erfassen. Außerdem wurden Methoden zum in vivo Nachweis von therapeutischen Stammzellen nach Transplantation in den Herzmuskel entwickelt, die auf einer vorherigen ex vivo Transfektion der Zellen mit einem Reportergen basieren. Die entwickelten Bildgebungstechniken basieren auf der quantitativen Positronen-Emissions-Tomographie, welche sowohl in kleinen und großen Versuchstieren (wie in diesem Projekt), als auch am Menschen anwendbar ist. Hierdurch können globale und regionale myokardiale Genexpression/Zellretention mit anderen, durch PET in gleicher Sitzung messbaren biologischen und physiologischen Parametern korreliert werden Durch weiterführende Anwendungen der im Rahmen des Projektes etablieren umfassenden und hochspezifischen nichtinvasiven Methoden sind tiefgreifende mechanistische Einblicke in Auswirkungen und Erfolgsfaktoren von kardialer Gen- und Zelltherapie zu erwarten.
Publications
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