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Für Forschungsarbeiten unter dem Titel „Funktionelle Charakterisierung von Pluripotenz-Kontrollgenen und ihre Rolle bei der Ausprägung grundlegender Transkriptionsnetzwerke sowie von Mechanismen der Signalübertragung in Stammzellen“ wurde der Max-Planck-Gesellschaft (Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik, Berlin) die Einfuhr und Verwendung humaner embryonaler Stammzell-Linien genehmigt.
Mit den gewonnenen Ergebnissen sollen dann Modelle

Hintergrund des Forschungsvorhabens sind Hinweise darauf, dass eine verstärkte Methylierung in bestimmten Regionen des Gens für Proopiomelanocortin (POMC) mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Adipositas einhergeht. Dies könnte durch die Eigenschaften der POMC-Region bedingt sein, die die Kriterien eines sogenannten metastabilen Epiallels erfüllt. Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten sollen daher neuronale Zell- und Organoidmodelle etabliert werden, an denen frühe Vorgänge der Methylierung des POMC-Gens untersucht werden können. Dabei soll geklärt werden, wie variabel die Methylierung bestimmter Regionen des POMC-Gens ist und ob eine verstärkte Methylierung mit einer verminderten Expression dieses Gens (und folglich mit einer verminderten Sekretion von Melanozyten-stimulierendem Hormon, MSH) assoziiert ist. Hierfür werden geeignete hES-Zellen in den naiven Status überführt, in Richtung von Neuronen des Hypothalamus bzw. neuronaler Organoide differenziert und umfassend hinsichtlich der Methylierung des POMC-Gens und dessen Expression charakterisiert. Zudem soll zu Kontrollzwecken die Methylierung weiterer (bereits bekannter) metastabiler Epiallele untersucht werden. Im nächsten Schritt des Forschungsvorhabens soll dann bestimmt werden, ob und inwieweit die Präsenz sog. C1-Metaboloite und das Vorhandensein oder Fehlen transposabler Elemente (Alu-Elemente) die Methylierung der POMC-Gen-Region in sich entwickelnden menschlichen Neuronen beeinflusst. Dabei sollen auch Veränderungen in der Methylierung der mit der POMC-Gen-Region assoziierten Histone und deren Variabilität in Abhängigkeit von den genannten Bedingungen bestimmt werden. Zu Kontrollzwecken soll die Methylierung des POMC-Gens sowie weiterer metastabiler Epiallele auch in anderen aus hES-Zellen gewonnenen Zelltypen untersucht werden.
Zudem werden im Ergebnis der Arbeiten neue humane In-Vitro-Modelle

Gegenstand der genehmigten Forschungsarbeiten unter Verwendung von hES-Zellen ist die Etablierung von Methoden für die reproduzierbare Gewinnung menschlicher kortikaler Organoide, an denen Fragestellungen zur Entwicklung des menschlichen Cortex beantwortet und molekulare und zelluläre Grundlagen neuronaler Entwicklungsstörungen sowie neurodegenerativer Krankheiten besser als bislang möglich in vitro untersucht werden können.
diesem Wege kann zum einen die Authentizität des Organoid-Modells

Fachgebiet 14 Angewandte Infektions- und Krankenhaushygiene
antimikrobielle Substanzen werden auch mit Hilfe eines in vitro Modells

Projekte zu Auswirkungen des Klimawandels auf Infektionskrankheiten
Diese werden in in-vitro-Modellen charakterisiert.

Versuchstierhaltung
neben Eigenkreationen auch kommerziell erhältliche Kunststoff-Modelle

Projekte zu Auswirkungen des Klimawandels auf Infektionskrankheiten
Diese werden in in-vitro-Modellen charakterisiert.

Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten sollen die zellulären und molekularen Grundlagen der Schädigung von Zellen des menschlichen Zentralnervensystems (ZNS) durch ionisierende Strahlung und Chemotherapeutika untersucht werden, die in der Therapie von Hirntumoren zum Einsatz kommen. Dazu sollen humane embryonale Stammzellen (hES-Zellen) in verschiedene Typen neuronaler und glialer Zellen sowie in Zellen der Mikroglia differenziert und dabei die experimentellen Vorgehensweisen für die Gewinnung solcher Zellen weiter optimiert werden. In diesem Zusammenhang soll auch ein Protokoll für die Gewinnung neuraler Vorläuferzellen (NVZ) eines möglichst adulten Phänotyps aus pluripotenten Stammzellen etabliert werden. Ferner ist die Herstellung zerebraler Organoide auf der Grundlage publizierter Protokolle geplant. Die Integrität der jeweils gewonnenen Zel-len/Organoide soll umfassend überprüft werden. Die verschiedenen Zelltypen des ZNS sowie die zerebralen Organoide sollen dann bezüglich potentieller toxischer Effekte von ionisierender Strahlung, von Chemo- und Immuntherapeutika, von in der Tumortherapie genutzten Antikonvulsiva sowie von Nanopartikeln untersucht werden. Dazu sollen (sich differenzierende und terminal differenzierte) Zellen der jeweiligen potentiellen Noxe ausgesetzt und anschließend umfassend bezüglich möglicher Veränderungen auf molekularer, morphologischer, genetischer, epigenetischer und funktionaler Ebene charakterisiert werden. Auf Basis dieser Untersuchungen sollen die Grundlagen für ein In-vitro-System zur Vorhersage und Bewertung von Schädigungen durch Strahlung und Chemotherapeutika geschaffen werden.
Vaskularisierung der Organoide stärker realistische Modelle

Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten sollen die zellulären und molekularen Grundlagen der Schädigung von Zellen des menschlichen Zentralnervensystems (ZNS) durch ionisierende Strahlung und Chemotherapeutika untersucht werden, die in der Therapie von Hirntumoren zum Einsatz kommen. Dazu sollen humane embryonale Stammzellen (hES-Zellen) in verschiedene Typen neuronaler und glialer Zellen sowie in Zellen der Mikroglia differenziert und dabei die experimentellen Vorgehensweisen für die Gewinnung solcher Zellen weiter optimiert werden. In diesem Zusammenhang soll auch ein Protokoll für die Gewinnung neuraler Vorläuferzellen (NVZ) eines möglichst adulten Phänotyps aus pluripotenten Stammzellen etabliert werden. Ferner ist die Herstellung zerebraler Organoide auf der Grundlage publizierter Protokolle geplant. Die Integrität der jeweils gewonnenen Zel-len/Organoide soll umfassend überprüft werden. Die verschiedenen Zelltypen des ZNS sowie die zerebralen Organoide sollen dann bezüglich potentieller toxischer Effekte von ionisierender Strahlung, von Chemo- und Immuntherapeutika, von in der Tumortherapie genutzten Antikonvulsiva sowie von Nanopartikeln untersucht werden. Dazu sollen (sich differenzierende und terminal differenzierte) Zellen der jeweiligen potentiellen Noxe ausgesetzt und anschließend umfassend bezüglich möglicher Veränderungen auf molekularer, morphologischer, genetischer, epigenetischer und funktionaler Ebene charakterisiert werden. Auf Basis dieser Untersuchungen sollen die Grundlagen für ein In-vitro-System zur Vorhersage und Bewertung von Schädigungen durch Strahlung und Chemotherapeutika geschaffen werden.
Vaskularisierung der Organoide stärker realistische Modelle

Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen in pankreatische Beta-Zellen und Motoneurone sowie deren funktionelle Charakterisierung
Derartige Modelle könnten künftig zur Aufklärung von