Zelldifferenzierung auf Chips
Regulatorische Immunzellen und insbesondere T-Zellen stellen sich als versprechender Ansatz zur Therapie verschiedener Autoimmun- und Entzündungserkrankungen wie Typ-1-Diabetes mellitus (T1DM) und entzündlichen Darmerkrankungen heraus. Vor dem klinischen Einsatz müssen entsprechende Zellkulturtechniken allerdings noch deutlich optimiert werden. Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts NANOII entwickelten ein neues Verfahren, mit dem hämatopoetische Zellen zu spezialisierten Zelllinien differenziert werden. Sie funktionalisierten mikro- und nanostrukturierte Oberflächen mit spezifischen Molekülen, um die Zelladhäsion, Differenzierung und Vermehrung zu verbessern. An Glasoberflächen gebundene Goldnanopartikel wurden mit verschiedenen Molekülen beschichtet, die das Wachstum und die Differenzierung regulatorischer T-Zellen oder dendritischer Zellen ermöglichen. Die Zellchips von NANOII imitieren die Mikroumgebung in vivo, speziell die Zell-Zell-Interaktionen und molekularen Signale. Die mikrofluidischen Plattformen enthalten hierfür chemische Gradienten biologisch aktiver, löslicher Substanzen. Um Phänotyp und Morphologie der generierten Zellen zu validieren, wurde hochauflösende Mikroskopie mit Multi-Parameter-Algorithmen kombiniert und damit die Zelldifferenzierung dargestellt. An regulatorischen T-Zellen wurde mit experimentellen Modellen untersucht, inwieweit sie vor entzündlichen Darmerkrankungen schützen. Schließlich wurde das gesamte Verfahren für die großtechnische Produktion antigenspezifischer regulatorischer T-Zellen angepasst, die den klinischen Anforderungen für Zelltherapien genügen. Trotz des kommerziellen Potenzials der Projektergebnisse müssen die Kulturbedingungen nach GMP-Standards (guter Herstellungspraxis) noch optimiert werden, um die Zulassung für klinische Studien zu erhalten. Dennoch bietet NANOII damit eine neue Perspektive in der klinischen Diagnostik und für die Therapie bedeutsamer Krankheiten. Demnächst ist die Herstellung GMP-gerechter, zellbasierter Therapeutika für T1DM-Diabetiker geplant.
Schlüsselbegriffe
Regulatorische T-Zellen, Nanotechnologie, Autoimmunerkrankungen, Typ-1-Diabetes mellitus
