Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt fördert das interdisziplinäre Forschungskonsortium HipSTAR für drei Jahre mit 1,7 Millionen Euro im Auftrag des Bundesforschungsministeriums. Die Forschungsarbeiten werden von Dr. Marco Metzger am Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM) am Uniklinikum Würzburg koordiniert. HiPSTAR steht für „Human iPS Cell-based Blood-Brain Barrier Technology in Alzheimer Research”.
Das Forscherteam setzt sich aus akademischen Partnern sowie kleinen und mittelständischen Unternehmen zusammen. Dabei ist HiPSTAR Teil der Förderinitiative „Richtlinie zur Förderung innovativer Stammzelltechnologien für die individualisierte Medizin“. Der Verdacht, dem sich das Konsortium widmet, lautet, dass eine veränderte Blut-Hirn-Schranke die Alzheimer Entstehung begünstigt. „Für die Entwicklung neuer Medikamente müssen die genauen Ursachen für die Degeneration der Neurone im Gehirn detaillierter erforscht und verstanden werden“, erläutert Dr. Marco Metzger. „Außerdem gehen wir davon aus, dass eine veränderte Blut-Hirn-Schranke die Prognose der Krankheit verschlechtert.“ Die Blut-Hirn-Schranke ist eine schützende Barriere zwischen dem sensitiven Gehirn und dem Blutkreislauf.
Aufbau eines In-vitro-Modells
Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, ein neues In-vitro-Modell der humanen Blut-Hirn-Schranke speziell für die Alzheimerforschung zu entwickeln. Das Modell soll aus induziert pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) abgeleitet werden. „Dieses Modell soll als Forschungswerkzeug dienen, um verbesserte Diagnoseverfahren zu entwickeln, geeignete Zielstrukturen für eine Behandlung zu identifizieren sowie zelluläre Mechanismen der Krankheit aufzudecken“, beschreibt Dr. Metzger. Die hierfür notwendigen Zellen stammen entweder direkt von Alzheimer-Patienten oder werden künstlich im Labor mit molekulargenetischen Methoden generiert. Dadurch tragen sie die bekannten Mutationen Alzheimer-relevanter Gene.
Durch Einsatz mikrofluidischer Systeme und die Simulation der krankheitsspezifischen Einflüsse auf die Zellen sollen die Kultureigenschaften im Labor an die des Patienten angepasst werden. Mithilfe ausgewählter Testsubstanzen und Medikamente validieren die Forscherinnen und Forscher die Modelle und vergleichen sie mit konventionellen Modellen. Weiterhin entwickeln sie ein computergesteuertes Modell, um künftig zelluläre Zielstrukturen zu identifizieren und die Wirkung sowie die Transporteigenschaften von Medikamenten an der Blut-Hirn-Schranke vorhersagen zu können.
Quelle: idw/Universitätsklinikum Würzburg, 11.09.2017
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