FORNEUROCELL II

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND ADULTE NEURALE STAMMZELLEN

Nicht-invasiver Nachweis der funktionellen Integration von optogenetisch stimulierten Stammzellen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) in vivo

Arbeitsfeld:

Die Stammzelltransplantation stellt einen viel versprechenden Ansatz in der Therapie von sowohl akuten als auch chronisch-degenerativen Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) dar. Die Vermittlung des therapeutischen Effekts – Restauration degenerierter neuronaler Strukturen versus Stimulation endogener Reparaturmechanismen – bleibt bislang jedoch umstritten. Im Rahmen der ersten Förderperiode haben wir eine Methode etabliert, Stammzellen im lebenden ZNS mittels Magnetresonanztomographie zu visualisieren. Stammzellen ließen sich durch Inkubation mit sehr kleinen Eisenoxidnanopartikeln (VSOP) effizient magnetisch markieren. Im Rahmen der zweiten Förderperiode soll nun der Frage nachgegangen werden, inwieweit sich die transplantierte neuronal differenzierte Stammzellen funktionell in das neuronale Netzwerk des Empfängers integrieren und ob sich neben der Lokalisation auch die neuronale Differenzierung der Stammzellen nicht-invasiv detektieren lässt. Dazu sollen adulte Stammzellen aus dem ForNeuroCell Netzwerk mit dem lichtaktivierbaren Kationenkanal Channelrhodopsin-2 (ChR2) sowie mit einem biolumineszierenden stadiumspezifischen Reportergen transduziert werden. Mittels eines Lichtleiters werden die ChR2-positiven transplantierten Stammzellen spezifisch in vivo stimuliert. Der Einfluss der somit erzeugten spezifischen neuronalen Aktivität der exogenen Zellen auf das neuronale Netzwerk wird mittels funktioneller MRT darstellbar. Die Lokalisation der Zellen wird mittels magnetischer Markierung und morphologischer MRT dargestellt, das Differenzierungsstadium mittels Biolumineszenzbildgebung quantifiziert.

Projektpartner: