126. Genehmigung nach dem Stammzellgesetz

Gegenstand der genehmigten Forschungsarbeiten ist die Etablierung und Optimierung von Vorgehensweisen für die Gewinnung männlicher Keimzellen des Menschen aus pluripotenten Stammzellen. Das Forschungsvorhaben gliedert sich in vier Projektteile. In einem ersten Vorhabensteil sollen zunächst zahlreiche Reporter- und weitere gentechnisch veränderte hES-Zell-Linien etabliert und charakterisiert werden, mit denen zum einen die Vorgehensweisen für die Differenzierung in Keimzellen optimiert und zum anderen die Funktionen der entsprechenden Genprodukte für Prozesse der Keimzelldifferenzierung bestimmt werden sollen. In einem zweiten Teilprojekt sollen Wildtyp- oder genetisch veränderte hES-Zellen in indifferente, zu primordialen Keimzellen ähnliche Zellen (premordial germ cell like cells, PGCLC) differenziert und anschließend einer (xenogenen) Nagetier-Hodenumgebung ausgesetzt werden, in der eine Organoidbildung und die weitere Differenzierung der PGCLC in Richtung männlicher Keimzellen erwartet wird. In einem dritten Projektteil sollen Vorgehensweisen für die direkte Differenzierung von hES-Zellen in spermatogoniale Stammzellen (SSC) etabliert und optimiert werden, insbesondere durch ektopische Überexpression von für die Spermatogenese kritischen Transkriptionsfaktoren. Mutmaßliche SSC (bzw. deren Vorläufer) sollen zu verschiedenen Zeitpunkten der Differenzierung isoliert, angereichert, umfassend charakterisiert und schließlich zur weiteren Reifung in Hoden-Organoide eingebracht werden. In einem vierten Projektteil soll schließlich ein für den Menschen allogenes Organoid-Modell zur Untersuchung der Entwicklung männlicher Keimzellen etabliert werden. Dazu sollen aus hES-Zellen zunächst Reporter-Zell-Linien hergestellt werden, in denen die Expression des Reportergens unter Kontrolle der Promotoren von Genen steht, deren Produkte insbesondere bei der Differenzierung von Zellen des intermediären Mesoderms in Sertoli-und Leydig-Zellen eine erhebliche Rolle spielen. Diese Reporterzell-Linien sollen in Richtung Gonadenzellen differenziert, die dafür erforderlichen Vorgehensweisen optimiert und die entstehenden Gonadenzellen mit sich entwickelnden PGCLC kultiviert werden. Die weitere Keimzellentwicklung in diesem Organoid-Modell soll dann durch umfassende Analyse der Zellen überprüft werden. Alle Arbeiten werden im Vergleich zwischen hES-Zellen und induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS-Zellen) durchgeführt.

Gegenstand der genehmigten Forschungsarbeiten ist die Etablierung und Optimierung von Vorgehensweisen für die Gewinnung männlicher Keimzellen des Menschen aus pluripotenten Stammzellen. Das Forschungsvorhaben gliedert sich in vier Projektteile. In einem ersten Vorhabensteil sollen zunächst zahlreiche Reporter- und weitere gentechnisch veränderte hES-Zell-Linien etabliert und charakterisiert werden, mit denen zum einen die Vorgehensweisen für die Differenzierung in Keimzellen optimiert und zum anderen die Funktionen der entsprechenden Genprodukte für Prozesse der Keimzelldifferenzierung bestimmt werden sollen. In einem zweiten Teilprojekt sollen Wildtyp- oder genetisch veränderte hES-Zellen in indifferente, zu primordialen Keimzellen ähnliche Zellen (premordial germ cell like cells, PGCLC) differenziert und anschließend einer (xenogenen) Nagetier-Hodenumgebung ausgesetzt werden, in der eine Organoidbildung und die weitere Differenzierung der PGCLC in Richtung männlicher Keimzellen erwartet wird. In einem dritten Projektteil sollen Vorgehensweisen für die direkte Differenzierung von hES-Zellen in spermatogoniale Stammzellen (SSC) etabliert und optimiert werden, insbesondere durch ektopische Überexpression von für die Spermatogenese kritischen Transkriptionsfaktoren. Mutmaßliche SSC (bzw. deren Vorläufer) sollen zu verschiedenen Zeitpunkten der Differenzierung isoliert, angereichert, umfassend charakterisiert und schließlich zur weiteren Reifung in Hoden-Organoide eingebracht werden. In einem vierten Projektteil soll schließlich ein für den Menschen allogenes Organoid-Modell zur Untersuchung der Entwicklung männlicher Keimzellen etabliert werden. Dazu sollen aus hES-Zellen zunächst Reporter-Zell-Linien hergestellt werden, in denen die Expression des Reportergens unter Kontrolle der Promotoren von Genen steht, deren Produkte insbesondere bei der Differenzierung von Zellen des intermediären Mesoderms in Sertoli-und Leydig-Zellen eine erhebliche Rolle spielen. Diese Reporterzell-Linien sollen in Richtung Gonadenzellen differenziert, die dafür erforderlichen Vorgehensweisen optimiert und die entstehenden Gonadenzellen mit sich entwickelnden PGCLC kultiviert werden. Die weitere Keimzellentwicklung in diesem Organoid-Modell soll dann durch umfassende Analyse der Zellen überprüft werden. Alle Arbeiten werden im Vergleich zwischen hES-Zellen und induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS-Zellen) durchgeführt.

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