Neue Zellmodelle der Immunität in menschlicher Schleimhaut
Das von der EU finanziell geförderte Projekt HUMUNITY (Cell-based models of human mucosal immunity with multiple commercial applications) schulte vier Nachwuchsforscherinnen und Nachwuchsforscher (Early Stage Researchers, ESRs) in Bezug auf zukunftsträchtige humane Zellkultursysteme, die der zuverlässigen Bewertung von Sicherheit und Wirksamkeit verschiedener Substanzen dienen. Prozesse, die für eine Umsetzung in industrielle Produkte erforderlich sind, waren wesentlicher Bestandteil der Fortbildung. Die Schulungsteilnehmer wurden in der Anwendung von Fertigkeiten im Zusammenhang mit leistungsfähigen klassischen Zellkulturen, innovativen Materialwissenschaften und zukunftsweisenden High-Content-Erkennungssystemen unterrichtet. In der Forschung konzentrierte man sich auf die Entwicklung von Modellen zur Bewertung der angeborenen Entzündungsreaktion auf Wirkstoffe, die sowohl im gesunden als auch im pathologischen Zustand an den Schleimhautoberflächen von Lunge und Darm vorkommen. Die Systeme wurden für Arzneimittelwirksamkeit, Screening und Biosicherheit für den schnell wachsenden Bereich der personalisierten Medizin konzipiert. Man erdachte zukunftsweisende In-vitro-Modelle, die primäre menschliche Bronchialepithelzellen oder primäre humane Enterozyten in dreidimensionalen Architekturen mit angeborenen Immunzellen (primäre Monozyten und Makrophagen) in einer definierten Mikroumgebung enthielten, die entweder physiologische oder pathologische Zustände nachbildete. Die Antwort der Modellkulturen auf externe Anforderungen (z. B. Wirkstoffe) ließ erkennen, dass Zellnebenreaktionen (Cross-Talk) und die gewebeähnliche Mikroumgebung eine Reaktionsfähigkeit definieren, die sich doch sehr von der zweidimensionaler Einzelzellkulturen unterscheidet. Als ein Nebenergebnis der Studie wurde ein humanes In-vitro-Darmepithel entwickelt, das von Stammzellen und einem primären Darmepithel des Rindes stammt, das HUMUNITY als eine Plattform zum Testen epithelialer Reaktionen auf eine Vielzahl von Reizen vermarktet werden wird. Die weitere Entwicklung wird ein präklinisches Modellsystem mit dem Schwerpunkt der angeborenen Immunität in Schleimhäuten hervorbringen. Zur Verbreitung und Kommunikation zählten die Teilnahme an Kongressen (rund 30 mündliche und Posterpräsentationen), 20 von Fachleuten begutachtete Veröffentlichungen einschließlich einer Übersichtsarbeit, zur der alle Stipendiatinnen und Stipendiaten beitrugen, eine auf die Industrie ausgerichteten Aktivität (Teilnahme an der Konferenz BIO-Europe Spring 2016 Partnering in Stockholm, Schweden) sowie etliche Verbreitungsveranstaltungen speziell für die Schülerschaft höherer Schulen. Die Anwendungen der HUMUNITY-Technologie erstrecken sich auf Industriezweige wie etwa Pharmazeutika, Lebensmittel und das Gesundheitswesen bis in den Bereich der Sicherheit für den Menschen und die Umwelt. Zu den speziellen Bereichen der klinischen Anwendung zählen Diagnose, Arzneimittelwirksamkeitsprüfung und Arzneimittelsicherheitsprüfung unter pathologischen Bedingungen mit beeinträchtigter Lunge und Darm, wie etwa bei Mukoviszidose und entzündlichen Darmerkrankungen.
Schlüsselbegriffe
zellbasiertes In-vitro-Modell, angeborene Immunität, menschliche Schleimhaut, HUMUNITY, Epithelzelle, Makrophagen
