Leibniz-Kooperative Exzellenz
Tick-Tack: Verknüpfung von Pathologie und Lebensstil mit epigenetischen Determinanten der biologischen vs. chronologischen Stammzellalterung
Alterungsprozesse hinterlassen Spuren in der DNA. Diese sogenannten DNA-Methylierungen können ausgelesen werden - so ist es möglich, das Alter eines Organismus sehr präzise zu bestimmen. Das Auslesen von Methylierungen allein ist jedoch kein Beweis, dass diese Veränderungen der DNA die Alterungsprozesse auch direkt beeinflussen können.
Kausale Zusammenhänge
Das Projekt hat zum Ziel, genau solche kausalen Zusammenhänge von Methylierungen und Altern zu zeigen. Dabei wollen die Forscherinnen und Forscher sich auf Stammzellen des blutbildenden Systems konzentrieren. Diese entwickeln sich unter anderem zu Immunzellen und gerade das Immunsystem wird im Alter weniger effizient. Das Projekt verspricht demnach Erkenntnisse von hoher Relevanz für zukünftige therapeutische Maßnahmen.
Kooperationspartner
Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
- (Koordinator)
Deutsches Institut für Ernährungsforschung (DIfE)
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
XpandHSC: Ex vivo Expansion funktionaler menschlicher Blutstammzellen zur Verbesserung von Therapien
Bei vielen klinischen Therapien, die auf der Nutzung hämatopoetischer Stammzellen (HSC) basieren, liegt die größte Herausforderung darin, funktionale menschliche HSCs zu kultivieren oder sie in vitro zu vermehren. Zu den therapeutischen Anwendungen gehören gentechnische Veränderungen sowie die Bereitstellung von ausreichend vielen Spender-HSCs (z.B. aus Nabelschnurblut), um Patienten beispielsweise nach Leukämiebehandlungen das Überleben zu ermöglichen - dies ist vor allem bei Erwachsenen und älteren Patienten eine besondere Herausforderung.
Interdisziplinärer Ansatz
Unser Ziel ist es, menschliche HSC in vitro mit Hilfe fortschrittlicher 3D-Kultursysteme zu expandieren, bei denen die dreidimensionale Stammzellnische durch molekulare Regulatoren modelliert wird, um so die HSC-Funktion in vitro zu erhalten und die Zellen zu vermehren. Der Erfolg dieser Kulturen wird anschließend unter Zuhilfenahme innovativer Mausmodelle untersucht.
Kombinierte Expertise
Unser Team vereint Expertisen aus den Bereichen Hämatopoese, Proteomik, Bioinformatik, Biotechnologie und der klinischen Praxis. Diese Zusammenarbeit beinhaltet die bioinformatische Integration von Genexpressions- und Proteomdaten von HSCs und definierten Nischenzellen aus deren unmittelbarer Mikroumgebung. Dies soll zur Identifikation neuer regulatorischer Faktoren (z.B. Zytokinen, Komponenten der extrazellulären Matrix) führen.
Entwicklung verbesserter Therapien
Die Kandidaten werden in innovativen 3D-Kultursystemen auf Basis maßgeschneiderter Biohybrid-Hydrogele eingesetzt (eine modulare, auf Glykosaminoglykanen basierende Matrix-Plattform) und auf ihre Eignung für die Kultivierung von menschlichen HSCs getestet. Die Validierung der effektivsten Kulturbedingungen, die den Erhalt und die Expansion menschlicher HSC unterstützen, wird durch Transplantationsexperimente in geeignete Empfängermäuse durchgeführt.
Insgesamt wird unser interdisziplinärer Ansatz detaillierte Informationen zum Einfluss der extrazellulären Matrix, den mechanischen Eigenschaften der zellulären Umgebung wie Steifheit und die Auswirkungen von spezifischen molekulare Regulatoren für den Erhalt und die Expansion von HSCs in vitro liefern, wodurch wir zur Entwicklung von verbesserten klinischen Therapien beitragen können.
Kooperationspartner
Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
- (Koordinatorin)
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden
Deutsches Krebsforschungszentrum
Kontakt
Björn von Eyß
Koordinator
+49 3641 65-6047
bjoern.voneyss@~@leibniz-fli.de
Contact
Claudia Waskow
Koordinatorin
claudia.waskow@~@leibniz-fli.de
