Schon seit Jahren befasst sich die Forschungsgruppe mit dem aufstrebenden Feld der Optogenetik. Ziel war es, sogenannte mesenchymale Stromazellen (MSC), eine neue Stammzelllinie, zu entwickeln, deren Rezeptoren genetisch so verändert sind, dass sie auf Licht reagieren. Bei den MSC handelt es sich um adulte Stammzellen, die in diversen Geweben vorkommen und sich weiter in zwei Zelltypen einteilen lassen: MSC1 und MSC2. MSC1 unterstützen das Immunsystem und sind pro-inflammatorisch, während MSC2 anti-inflammatorisch sind und Entzündungsreaktionen dämpfen, was hilfreich bei chronischen Entzündungen oder auch Autoimmunerkrankungen ist.
Vielversprechende TLR
Beide Typen haben gemein, dass sie Krankheitserreger mithilfe ihrer Rezeptoren, den Toll-like Rezeptoren (TLR) erkennen und damit eine entsprechende Immunantwort auslösen. Um diesen Prozess bzw. die beiden MSC-Formen und ihre Aktivierung besser zu verstehen, drehte sich das nun beendete Forschungsprojekt in Krems (Österreich). Mithilfe transgener und optogenetischer Ansätze haben die Forschenden untersucht, wie sich die Formen MSC1 und MSC2 bilden.
„Dazu haben wir lichtempfindliche Proteine in die TLRs eingebaut, sodass wir die Rezeptoren durch Licht an- und durch Dunkelheit wieder ausschalten konnten“, erläutert Prof. Christoph Wiesner, Leiter des Forschungsprojekts. Bei zwei TLR zeigte sich, dass sie sich gut durch Licht steuern lassen: bei der Aktivierung des TLR4 zeigte sich eine entzündungsfördernde Reaktion und bei TLR10 sowohl eine entzündungsfördernde als auch -hemmende Reaktion. Diese beiden Rezeptoren formen die Basis neuer Therapieansätze, die es in weiteren Forschungsprojekten zu entwickeln gilt.
Es sind bereits verschiedene, vielversprechende Folgeprojekte daraus entstanden. Im sogenannten ESPRIT-Projekt werden physiologisch relevante, heterotypische 3D-Zellmodelle in vitro etabliert. Die optogenetischen Stammzellen werden in Tumorzellen integriert und auf das antikanzerogene Potenzial getestet – mit bereits vielversprechenden Ergebnissen.
Quelle: IMC Krems
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