Regulierte Genexpression in verkapselten Zellen

Die Behandlung von Krankheiten konzentriert sich zunehmend auf molekulare Mechanismen. Dabei kommt der Gentherapie große Bedeutung in der Behandlung zu, sowohl bei vererbten wie auch erworbenen Krankheiten. Die Strategien reichen hier von der einfachen Substitutionstherapie bei fehlenden Genfunktionen, bis zu einer feinen Beeinflussung fehllaufender biochemischer und genetischer Pathways. Kritisch bei dieser Technik ist die Einführung der künstlichen Gene in das Genom des Wirts. Bei der Zelltherapie können Probleme durch die Zufallsintegration der DNA vermieden werden indem ganze transgene Zellen in den Patient transplantiert werden, die durch eine semipermeable Membran oder Kapsel vor dem Immunsystem des Wirts geschützt werden. Solche verkapselten Zellen können eine Vielzahl verschiedener Genprodukt produzieren. Momentan werden bei den meisten Ansätzen für Gen- und Zelltherapie die Peptide kontinuierlich produziert, obwohl hier eine Regulation der Dosis wünschenswert wäre wie bei allen pharmakologisch wirksamen Substanzen. Wir präsentieren hier eine Strategie um die Expression der Transgene in transplantierten, verkapselten Zellen zu regulieren. Zu diesem Zweck werden wir Zellen herstellen, in denen das Transgen unter Kontrolle eines Hitze-induzierbaren Promotors steht und die wir zusammen mit magnetischen Naonopartikeln verkapseln. Nach der Transplantation der Kapseln in das Gewebe des Patienten werden die Partikel durch ein externes magnetisches Feld aktiviert. Das resultiert in erhöhten Temperaturen die den Hitze-induzierbaren Promotor aktivieren und damit die Expression des Transgens starten. Auf diese Weise könnte der Patient selbst die Expression des Therapeutikums regulieren durch ein definiertes, externes magnetisches Feld. In diesem Projekt planen wir die die Methode in einem Zellkultursystem zu etablieren, die Expressionscharakteristiken des Promotors zu verbessern und schließlich in ersten in vivo Experimenten mit Mäusen zu erproben.

Die Behandlung von Krankheiten konzentriert sich zunehmend auf molekulare Mechanismen. Dabei kommt der Gentherapie große Bedeutung in der Behandlung zu, sowohl bei vererbten wie auch erworbenen Krankheiten. Die Strategien reichen hier von der einfachen Substitutionstherapie bei fehlenden Genfunktionen, bis zu einer feinen Beeinflussung fehllaufender biochemischer und genetischer Pathways. Kritisch bei dieser Technik ist die Einführung der künstlichen Gene in das Genom des Wirts. Bei der Zelltherapie können Probleme durch die Zufallsintegration der DNA vermieden werden indem ganze transgene Zellen in den Patient transplantiert werden, die durch eine semipermeable Membran oder Kapsel vor dem Immunsystem des Wirts geschützt werden. Solche verkapselten Zellen können eine Vielzahl verschiedener Genprodukt produzieren. Momentan werden bei den meisten Ansätzen für Gen- und Zelltherapie die Peptide kontinuierlich produziert, obwohl hier eine Regulation der Dosis wünschenswert wäre wie bei allen pharmakologisch wirksamen Substanzen. Wir präsentieren hier eine Strategie um die Expression der Transgene in transplantierten, verkapselten Zellen zu regulieren. Zu diesem Zweck werden wir Zellen herstellen, in denen das Transgen unter Kontrolle eines Hitze-induzierbaren Promotors steht und die wir zusammen mit magnetischen Naonopartikeln verkapseln. Nach der Transplantation der Kapseln in das Gewebe des Patienten werden die Partikel durch ein externes magnetisches Feld aktiviert. Das resultiert in erhöhten Temperaturen die den Hitze-induzierbaren Promotor aktivieren und damit die Expression des Transgens starten. Auf diese Weise könnte der Patient selbst die Expression des Therapeutikums regulieren durch ein definiertes, externes magnetisches Feld. In diesem Projekt planen wir die die Methode in einem Zellkultursystem zu etablieren, die Expressionscharakteristiken des Promotors zu verbessern und schließlich in ersten in vivo Experimenten mit Mäusen zu erproben.