Induzierte Pluripotente Stammzellen (iPS)
 

Startseite

Institut für Transplantaionsdiagnostik und Zelltherapeutika (ITZ)

Projekte
News
Service
Kooperationspartner
Stellenangebote
Vorlesungen, Praktika, Konferenzen
Kontakt / Laborleitung
       
 
 
 
 




 

Die Erkenntnis, wie man aus jeder beliebigen somatischen Zelle eine induzierte pluripotente Stammzelle (iPS) erzeugen kann, die ein Differenzierungspotential besitzt, welches es ihr erlaubt zelluläre Derivate aller drei Keimblätter hervorzubringen, gilt als ein Durchbruch in der regenerativen Medizin. Diese Technik birgt das Potential jedes beliebige Gewebe eines Patienten als zelluläres Reservoir für die Generierung von Patienten-eigenen iPS verwenden zu können, um daraus funktionelle Zellen zu gewinnen, die dann, ohne die Gefahr einer Abstoßung, zur Behandlung von degenerativen Erkrankungen eingesetzt werden können.
Im Maus-Model ist es mit diesem Ansatz bereits gelungen die Sichelzellanämie und die Parkinson´sche Krankheit zu kurieren.
Induzierte Pluripotente Stammzellen (iPS) können aus differenzierten Zellen gewonnen werden, indem diese dazu gebracht werden eine bestimmte Kombination an Transkriptionsfaktoren, zu exprimieren. Wichtig sind hier vor allem OCT4 und SOX2, beides Regulatoren der zellulären Selbsterneuerung und der Erhaltung der Pluripotenz in embryonalen Stammzellen.
Humane iPS sind karyotypisch normal und den embryonalen Stammzellen (ES) hinsichtlich der Morphologie, des Differenzierungspotentials und vieler molekularbiologischer Charakteristika sehr ähnlich. Dennoch bleiben sie künstlich erzeugtes zelluläres Material mit vielen unbekannten Unterschieden im Vergleich zu den natürlich entstandenen ES. Daher wird es, vor jeglichem zukünftigen Einsatz zu therapeutischen Zwecken, unabdingbar sein die iPS genau zu charakterisieren.
Das Epigenom umfasst das DNA-Methylierungsmuster, die Histonmodifikationssignatur und die Chromatinstruktur des Genoms einer Zelle. Dahinter stehen epigenetische Mechanismen, die an der Regulation von Genen beteiligt sind und von daher den Phänotyp der Zelle bestimmen. Der Status des Epigenoms in einer differenzierten Zelle ist ein anderer, als der einer embryonalen Stammzelle. Daher muss im Zuge der Konversion einer Zelle zu einer iPS eine globale epigenetische Reprogrammierung stattfinden.
Und in der Tat gibt es ein breites Spektrum an experimenteller Evidenz dafür, dass dem so ist. So bietet das Epigenom eine Plattform, die in vielseitiger Weise eine Überprüfung der Reprogrammierungseffizienz der iPS Kandidaten ermöglicht. In unserem Labor werden service Untersuchungen der DNA-Methylierung, der Histonmodifikationen und der Chromatinstruktur für unsere Kooperationspartner durchgeführt. Darüberhinaus werden neue epigenetische Veränderungen, die mit der Reprogrammierung assoziiert sind, evaluiert.