Mikrosphären zur DNA-Übertragung in Zellen
Vor Kurzem führte die Einführung von vier Transkriptionsfaktoren in nahezu jede Art ausgereifter Zelle zu deren Reprogrammierung in einen Stammzellenphänotyp. Diese bemerkenswerte Entdeckung, die im Jahr 2012 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet worden ist, hat die biologische Forschung bereits revolutioniert. Diese Zellen, die als induzierte pluripotente Stammzellen (pluripotent stem cells, iPS) bekannt sind, ähneln embryonalen Stammzellen (embryonic stem, ES) hinsichtlich deren Fähigkeit, sich in jede andere Art menschlicher Zelle ausdifferenzieren zu können. Bis dato basiert die Reprogrammierung in iPS-Zellen vor allem auf einer viralen Einführung der vier Gene. Dies birgt das Risiko einer insertionalen Mutagenese und einer onkogenen Aktivierung. Obwohl nicht virale Methoden angewandt wurden, weisen diese eine geringe Effizienz auf und lösen diese das Problem der Insertion von Fremd-DNA nicht gänzlich. Als Reaktion hierauf wurde das EU-finanzierte Projekt RSM-MICROSPHERE-IPSC (Novel strategies for microsphere-mediated cellular control - a technology to generate induced pluripotent stem cells for regenerative medicine) initiiert, um eine sichere und effiziente Methode für die Herstellung pluripotenter Stammzellen aus adulten menschlichen Zellen zu entwickeln. In diesem Zusammenhang stellten Wissenschaftler künstlich Mikrosphären her und konjugierten die DNA, die übertragen werden sollte. Der Ansatz wurde erfolgreich unter Verwendung eines Fluoreszenz basierten in-vitro-Modells menschlicher Fibroplasten evaluiert. Eine Verbesserung der Reprogrammierungseffizienz, die derzeit bei 1 % liegt, zählte zu den Untersuchungszielen. Langfristig wird damit gerechnet, dass die Generierung von iPS-Zellen einen Beitrag für verbesserte Zelltherapien und Austauschstrategien hinsichtlich eines breiten Spektrums menschlicher Erkrankungen leisten wird. Über die Entwicklung patientenspezifischer iPS-Zellen bietet sich ein großes Potenzial für die Untersuchung menschlicher Krankheiten und personalisierter Therapien. Bedeutsamer Weise stellt die mikrosphärenbasierte Technik für die effiziente Einführung von DNA in Zellen einen wichtigen Fortschritt zu bestehenden Methoden dar. Diese soll in zahlreichen Bereichen der Biomedizin Anwendung finden.
Schlüsselbegriffe
Mikrosphären, DNA, Reprogrammierung, induzierte pluripotente Stammzellen, Zelltherapie
