FORNANO

FORSCHUNGSVERBUND FüR MINIATURISIERTE ANALYSEVERFAHREN DURCH NANOTECHNOLOGIE

FORGEN I GV9 Untersuchungen zur Persistenz und Mobilität gentherapeutischer Vektoren an einem System zur Apoptoseinduktion bei onkologischen und rheumatologischen Erkrankungen

Arbeitsfeld:

Neben der Behandlung von Erbkrankheiten gewinnt Zellpopulationen für Patienten mit onkologischen und rheumatologischen Erkrankungen an Bedeutung. Einer der molekularbiologischen Ansätze zu diesem Zweck ist die Induktion des programmierten Zelltodes (Apoptose) in Tumorzellen oder in autoreaktiven Lymphozyten. Apoptose ist ein natürlicher Prozeß, der bei Vielzellern zur Elimination unerwünschter Zellen dient. Unter physiologischen Bedingungen wird apoptotisches Material von spezialisierten Zellen (Phagozyten) aufgenommen. Bei der Phagozytose von apoptotischem Zellmaterial besteht die Gefahr, daß im Zuge einer Gentherapie die eingesetzten Vektoren aus den Zielzellen in langlebige Phagozyten übertragen werden und dort unkontrolliert verbleiben. Die Untersuchung der Persistenz und Mobilität der zur Zeit üblichen gentherapeutischen Vektoren hat daher in diesem System, auch in Hinblick auf eine Anwendung dieser Vektoren mit therapeutischen Ziel, eine besondere Bedeutung. Vektoren mit verbindlich transienter (vorübergehender) Expression, für die eine Integration in die genetische Information der Zelle auszuschließen ist, stehen dabei im Vordergrund. Durch die Untersuchungen sollen Erkenntnisse zur Sicherheit gentherapeutischer Vektoren gewonnen werden. Neben der Entwicklung von Sicherheitsvektoren ist es unbedingt notwendig, den Verbleib des übertragenen Fremdgens zu untersuchen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen daß in einigen wenigen Fällen eine Weitergabe des Fremdgens bisher nicht vollständig auszuschließen ist. Dies ist in vielfältiger Hinsicht mit Problemen behaftet. So kann ein transient geplanter Gentherapieansatz durch die unspezifische Aufnahme eines Vektors von langlebigen Zellen, wie z. B. Phagozyten, zu einer stabilen Expression, ja sogar zu einer lebenslangen Persistenz der fremden Nukleinsäuren führen. Bei der Übertragung von Genen, die Medikamentensensitivität vermitteln, kann es durch unkontrollierte Weitergabe der genetischen Information, während der Behandlung zu einer unbeabsichtigten Gewebeschädigung kommen. Auch ein Eindringen des Fremdgens in Keimbahnzellen muß ausgeschlossen werden. Die Untersuchungen helfen, an Modellsystemen die Übertragung fremder Nukleinsäuren aus apoptotischen Zellen auf Phagozyten bzw. auf Nachbarzellen zu messen. Interessant ist auch die Beobachtung, daß durch die Bindung von Annexin V an Phosphatidylserin (PS) - ein Stoff der bei apoptierenden Zellen auf der Zelloberfläche erscheint - die Phagozytose von apoptotischem Material in Zellkultur blockiert werden kann. Experimente mit Annexin V werden zeigen, ob es eine Möglichkeit gibt dieses Molekül als Medikament einzusetzen. Bei Therapien, in deren Verlauf Apoptose induziert wird, könnte somit die Phagozytose des apoptotischen Materials durch den zusätzlichen Einsatz von Annexin V verhindert werden. Dieses Prinzip könnte außerdem bei der Tumorvakzinierung, bei der Lagerung von Blutkonserven und bei der Malaria-Immunisierung angewendet werden.

Kooperationen:
GSF GmbH, Neuherberg; Kinderklinik Universität Erlangen; Pathologisches Institut Universität Erlangen

Forschungsbedarf:
Etablierung der Tumorvakzinierung in klinischen Studien

Anwendung in der Praxis:
Tumorvakzinierung mit apoptotischen Tumorzellen und Phosphatidylserin Ligand Annexin V