Ein personalisierter Ansatz für Lebererkrankungen
Als zentrales Entgiftungsorgan spielt die Leber bei vielen Erkrankungen eine Rolle. Die einzige effektive Behandlung ist eine Lebertransplantation. Die Anzahl an Spenderorganen ist jedoch begrenzt und mit dem Eingriff gehen postoperative Komplikationen einher. Mehr und mehr Beweise deuten darauf hin, dass eine Transplantation von Spenderhepatozyten ausreichen könnte, um die Leberfunktion wiederherzustellen. Zur Nutzung dieser Methode müssen technische Schwierigkeiten bei der Kultivierung und Kryokonservierung überwunden werden. Die Wissenschaftler der EU-finanzierten Studie INNOVALIV (Innovative strategies to generate human hepatocytes for treatment of metabolic Liver diseases: Tools for personalized cell therapy) widmeten sich menschlichen embryonalen Stammzellen (human embryonic stem cells, hESCs) sowie induzierten pluripotenten menschlichen Stammzellen (human induced pluripotent stem cells, hiPSCs) als Hepatozytenquellen. Im Rahmen von INNOVALIV wurden nach oben skalierbare Bedingungen für nicht differenzierte VAL9-Zellen und sonstige pluripotente Stammzellen sowie ein Masterprotokoll für die Differenzierung entwickelt. Zusätzlich wurden weitere Protokolle definiert, um VAL9-Zellen in funktionale Hepatozyten auszudifferenzieren. Diese Bedingungen ermöglichen zudem eine Differenzierung sonstiger pluripotenter Stammzellen. Zellen, die auf Grundlage dieser Protokolle gewonnen worden waren, wurden in vivo auf Sicherheitsprobleme und Zellfunktionen validiert. Diese konnten nach der Transplantation proliferieren und retteten Mäuse mit einem akuten Versagen ohne Hinweis auf Tumorigenität. Ferner wurden Bedingungen für eine großflächige Herstellung von hESCs in Suspenison definiert, die einer guten Herstellungspraxis entsprechen. Bezüglich eines personalisierten Zellbehandlungsansatzes wurden hiPSCs zu den Lebererkrankungen familiäre Hypercholesterinämie, Hämophilie B und Crigler-Najjar Syndrom generiert. Die Stammzellen wurden daraufhin erweitert, kryokonserviert und in Hepatozyten ausdifferenziert. Es wurde ein bahnbrechender Ansatz zur Korrektur mutierter Gene entwickelt, der eine zielgerichtete Rekombination beinhaltet. Die korrigierten Klone exprimierten das relevante Protein und nahmen einen neuen Phänotyp ein. Ein Rattenmodell zeigte eine langfristige Korrektur einer Hyperbilirubinämie ohne Belege für eine Tumorentwicklung. Eine weiterführende Evaluation der Eigenschaften und Funktion dieser Zellen wird deren Anwendbarkeit in einer klinischen Umgebung aufzeigen. Es wurde ein präklinisches Dossier zu Normen bezüglich Sicherheit und Qualitätskontrolle hinsichtlich der anwendungsbezogenen Praxistauglichkeit des neuen Protokolls für klinische Versuche vorbereitet. Eine erfolgreiche zellbasierte Behandlung für Lebererkrankungen wird die Erfordernis einer Transplantation und den lebenslangen Bedarf von Immunsuppressiva umgehen.
Schlüsselbegriffe
Lebererkrankung, Transplantation, Hepatozyten, menschliche embryonale Stammzellen, induzierte pluripotente menschliche Stammzellen
