Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten soll untersucht werden, inwieweit und auf welchem Wege Ferroptose, eine durch eisenabhängige Peroxidation von Membran-Phospholipiden bedingte Form des regulierten Zelltodes, die Pluripotenz und die neurale Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) beeinflusst. Hintergrund für die vermutete Relevanz der Ferroptose insbesondere für neurale Differenzierungsprozesse beim Menschen sind neuere Erkenntnisse über die Beteiligung von Ferroptose an der Entwicklung verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen. Zunächst soll untersucht werden, ob die in gängigen Differenzierungsmedien befindlichen und für die Aufrechterhaltung von Pluripotenz und eine erfolgreiche neurale Differenzierung essentiellen Antioxidantien während der Differenzierung der Ferroptose entgegenwirken. Dabei soll die Differenzierung zu verschiedenen Typen neuronaler Zellen und Gehirn-Organoiden untersucht und der Einfluss der Inhibitoren/Aktivatoren der Ferroptose auf die Morphologie der Zellen/Organoide sowie auf deren Transkriptom, Proteom, Lipidom, Metabolom und auf intrazelluläre Signalwege bestimmt werden. Für den Fall, dass in diesen Untersuchungen Gene oder Signalwege identifiziert werden, die an Ferroptose-hemmenden oder -fördernden Prozessen potentiell beteiligt sind, sollen diese im Detail untersucht werden, beispielsweise durch Überexpression bzw. knockout/knockdown der entsprechenden Gene und durch pharmakologische Aktivierung bzw. Hemmung der identifizierten Signalwege. Die jeweiligen Effekte auf die Pluripotenz und Differenzierung von hES-Zellen zu neuralen Zellen/Organoiden soll anschließend auf den o. g. Ebenen analysiert werden.
Erkrankungen beteiligt, beispielsweise bei Amyotropher Lateralsklerose, bei der Alzheimer-Krankheit
