Generieren humaner Surrogat-Hepatozyten durch integrations- und onkogenfreie Zell-Umprogrammierung

• Antragsteller: Dr. Milad Rezvani
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272982029

Der Fokus dieses Forschungsantrages liegt auf der Generierung therapeutisch wirksamer und expandierbarer Hepatozyten ohne hierbei ein Risiko für maligne Proliferation zu schaffen. Für PatientInnen mit chronischen Lebererkrankungen durch hepatozellulären Funktionsverlust stellt die Lebertransplantation derzeit die einzig etablierte Therapiemöglichkeit dar. Hepatozyten-basierte Therapien könnten die durch das Warten auf Spender bedingte Krankheitslast lindern, jedoch können primäre Hepatozyten nur eingeschränkt die Nachfrage erfüllen, da diese aus Lebern isoliert werden und daher dem selben Organmangel unterliegen. Dies veranlasst die Erforschung alternativer Zellen, die sowohl Funktion als auch Regenerationsfähigkeit primärer Hepatozyten besitzen. Die Möglichkeit aus humanen Hautzellen Hepatozyten zu generieren, die in vivo ohne tumoröses Wachstum chronisch geschädigte Lebern repopulieren, wurde in einem von mir abgeschlossenen Projekt ermittelt. Hierbei wurden erfolgreich bioaktive, kleine Moleküle in der Differenzierung eingesetzt, die Proliferation ohne Funktionsverlust bewirken. Im Gegensatz hierzu integrieren kürzlich veröffentlichte Arbeiten zur Konversion humaner Fibroblasten in expandierbare induzierte Hepatozyten (hiHeps) potentielle Onkogene wie SV40 Large T in das Genom. Das dadurch geschaffene Malignitätsrisiko ist inakzeptabel für jegliche Translation. Daher ist das vorrangige Ziel für dieses neue Forschungsprojekt proliferationsfördernde Moleküle anstatt potentiell krebsverursachender Transgene zur hiHep-Entwicklung zu nutzen. Dieses Vorhaben befasst sich hierbei mit der Grundidee der Zellkonversion, die darin besteht erwünschte Zelltypen zu induzieren ohne Tumor-assoziierte Zellzustände zu durchlaufen. In Vorarbeiten konnten vorläufige Nachweise erbracht werden, dass bekannte kleine Moleküle potentielle Onkogene ersetzen können. Auf diesem Befund aufbauend ist das erste Antragsziel die Identifikation hiHep-expandierender Moleküle zu präzisieren, indem zunächst Kandidatenmoleküle geprüft werden, und anschließend in einem unvoreingenommenen Screening-Verfahren Substanzbibliotheken auf einer Fluoreszenz-Bildgebungsplattform untersucht werden. Im zweiten Antragsziel werden expandierbare hiHeps in ein Mausmodell transplantiert, das die strenge Prüfung auf hepatozelluläre Funktions- und Proliferationsfähigkeit ermöglicht. Das Forschungsprojekt soll an der University of California San Francisco im Willenbring Lab realisiert werden, das Erfahrung mit sicherer, nicht-viraler, nicht-integrierender Zellreprogrammierung hat. Falls, wie erwartet, signifikante Leberrepopulation ohne Risiko für hiHep-entstammender Tumore gelingt, trägt dieses Projekt wesentlich zur präklinischen Etablierung sicher produzierter hiHeps zur autologen Leberzelltherapie bei. Darüber hinaus wird dieses Forschungsprojekt die langfristige Fortführung meiner wissenschaftlichen Tätigkeit in Deutschland zur Entwicklung klinischer Surrogat-Hepatozyten in die Wege leiten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Holger Willenbring