14.02.2011
Webcast

iPS-Zellen: Vektor-Design zur Reprogrammierung

Ein Team um Dr. Dr. Axel Schambach, Dr. Tobias Cantz und Professor Dr. Hans Schöler von der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) sowie Dr. Timm Schröder vom Helmholtz-Zentrum München konnte dank neuartiger fluoreszenzmarkierter lentiviraler Vektoren erstmals die Verwandlung von Körperzellen in induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen, induced pluripotent stem cells iPSCs) filmen. iPS-Zellen sind für die Forscher besonders interessant, da sie quasi Alleskönner darstellen und sich ähnlich wie embryonale Stammzellen in unterschiedliche Zelltypen entwickeln können. „Wir konnten mittels eines neuartigen experimentellen Systems im Zeitraffer die Umwandlung von Fibroblasten zu iPS-Zellen zeigen", erklärt Professor Dr. Christopher Baum, Leiter der Abteilung für Experimentelle Hämatologie.

Das Team um Axel Schambach entwickelte einen optimierten Vektor, mit dem sie sogenannte Reprogrammierungsgene in Körperzellen einschleusten. Diese Gene bewirken, dass die Zellen ihren Stoffwechsel ändern und verstärkt bestimmte Eiweiße produzieren. Auf diese Weise versetzen die Forscher die Zellen in den embryonalen Zustand zurück. Der Clou des neuen Vektors: Er enthält einen Pluripotenz-Marker und schaltet sich von selbst ab. Werden die eingeschleusten Gene in den Körperzellen aktiviert, leuchten sie rot. Ist die Umwandlung der Körperzellen in den embryonalen Zustand erreicht, schalten sich die Gene ab, das grün leuchtende Reportergen Oct4-EGFP wird aktiviert - die Zellen leuchten grün.

Die Forscher schossen in Intervallen von wenigen Minuten Bilder und setzten diese zu einer Zeitrafferaufnahme zusammen. So konnten sie einzelne Zellen kontinuierlich verfolgen. „Mit diesem System können wir nun feinste dynamische Prozesse erforschen, die frühen Reprogrammierungsvorgänge besser verstehen lernen oder Veränderungen nach Gabe von Medikamenten erfassen", sagt Dr. Dr. Axel Schambach.

Originalliteratur:
Eva Warlich, Johannes Kuehle, Tobias Cantz, Martijn H Brugman, Tobias Maetzig, Melanie Galla, Adam A Filipczyk, Stephan Halle, Hannes Klump, Hans R Schöler, Christopher Baum, Timm Schroeder, Axel Schambach; Lentiviral Vector Design and Imaging Approaches to Visualize the Early Stages of Cellular Reprogramming; Molecular Therapy , 1 February 2011, doi:10.1038/mt.2010.314

http://www.mh-hannover.de

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