DFG fördert gen- und zellbasierte Therapien gegen neuroretinale Degeneration

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2127 “Gen- und zellbasierte Therapien gegen neuroretinale Degeneration” vier Forschungsgruppen aus Dresden mit mehr als einer Millionen Euro für drei Jahre.

Das Schwerpunktprogramm (SPP) 2127 vereint nach Angaben des DFG-Forschungszentrums für Regenerative Therapien TU Dresden 29 Experten aus der Sehforschung und der klinischen Ophthalmologie, um gen- und zellbasierte Therapien zur Behandlung von derzeit unheilbaren Erblindungskrankheiten in einem deutschlandweiten Netzwerk zu entwickeln. Die geförderten Projekte werden diese Forschungsrichtung innerhalb des Dresdner Netzwerkes der Lebenswissenschaften weiter stärken, unter anderem durch wegweisende Ansätze in der regenerativen Therapie mit humanen induziert-pluripotenten Stammzellen (hiPS), Genom-Engineering und markierungsfreien Sortiertechnologien.

Die Forschungsteams sind am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) und am Biotechnologiezentrum (BIOTEC) als Teil des Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden sowie am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Dresden angesiedelt.

Retinale Organoide
Da wichtige anatomische Merkmale der menschlichen Retina, wie die Makula, bei typischen Labortieren nicht vorhanden sind, hat das Labor von Dr. Mike Karl, Gruppenleiter für Retinale Degeneration und Regeneration am DZNE und affiliiert mit dem CRTD, dreidimensonale retinale organähnliche Systeme, sogenannte Organoide, aus hiPS entwickelt. Er wird diese retinalen Organoide für die Modellierung menschlicher Krankheiten, insbesondere für die Makuladegeneration, einsetzen. Der Schlüssel für zukünftige Therapien ist das Verständnis der pathologischen Prozesse während der Photorezeptordegeneration, einschließlich Gewebeumbau und Narbenbildung. Darüber hinaus stellen diese menschlichen Modell-Retinae potenzielle präklinische Testsysteme dar, um die Integration von transplantierten Photorezeptoren in menschliches Empfängergewebe zu untersuchen und für zukünftige Therapien zur Wiederherstellung des Sehvermögens durch Zellersatz zu optimieren.

Photorezeptortransplantate markierungsfrei sortieren
Dr. Marius Ader, Professor für Zellersatz in der Retina von Säugern am CRTD, Experte für Photorezeptorzelltransplantation, erhält Mittel für ein gemeinsames Forschungsprojekt mit Dr. Jochen Guck, Professor für Zelluläre Maschinen am BIOTEC, um aus 3-D-Organoiden genügend menschliche Photorezeptoren zu gewinnen. Zu diesem Zweck wird das Team große Mengen von Stäbchen- und Zapfenphotorezeptoren auf Grundlage ihrer morphologischen und mechanischen Eigenheiten mittels Echtzeit-Deformierbarkeitszytometrie (RT-DC) isolieren und sortieren, eine Technik, die kürzlich im Guck-Labor entwickelt wurde. So sollen hochangereicherte Photorezeptortransplantate durch markierungsfreie Sortierung für die Zelltransplantation zur Verfügung gestellt und in vorklinischen Modellen getestet werden.

In-vivo-Reparatur von Genmutationen
Ein drittes gefördertes Projekt zielt darauf ab, präzises Genome-Engineering in Photorezeptoren als möglichen zukünftigen Therapieansatz durch In-vivo-Reparatur von krankheitsverursachenden Genmutationen zu etablieren. Dieses Projekt wird von Dr. Volker Busskamp, Gruppenleiter für Neuronale Zelltypen und deren Vernetzung am CRTD, gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Knut Stieger, Professor für Experimentelle Ophthalmologie (Universität Gießen), geleitet. Normalerweise erfolgt eine präzise DNA-Reparatur – „Cut and Paste“ einer Gensequenz – nach der Genbearbeitung nur in sich teilenden Zellen. In postmitotischen Zellen, wie zum Beispiel Photorezeptoren, führt das Genome-Engineering in der Regel zu DNA-Brüchen, die zufällig verbunden werden und so zu zusätzlichen unerwünschten Mutationen führen. Daher wird das Team einen kürzlich entdeckten DNA-Reparaturmechanismus nutzen, um die präzise „Cut and Paste“-Reparatur genomischer Mutationen in Photorezeptoren präklinischer Modelle zu ermöglichen.

Quelle: DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden