Entwicklung von In-vitro-Modellen für pädiatrische Hirntumore
bereitgestellt werden, die in vitro oder – nach Transplantation in Mäuse als Xenograft-Modell
Das Ernst-Leitz-Mikroskop ist eine erhabene Erscheinung: Stativ und Fuß sind elegant geschwungen, vom schwarz glänzenden Lack setzen sich Okular und Objektive aus Messing ab. Die optischen Werke Ernst Leitz sind Anfang des 20. Jahrhunderts die erfolgreichsten Mikroskop-Hersteller auf dem Markt. 1907 bauen sie ihr hunderttausendstes Stück – und überreichen es Robert Koch, nachträglich zu seinem Nobelpreis von 1905. Die Mikroskopie spielt seit jeher eine zentrale Rolle in der Infektionsforschung. „Die Visualisierung eines Erregers ist immer etwas Besonderes, auch heute noch“, sagt der Biologe Michael Laue. Der Mensch sei eben stark visuell geprägt: Was er sieht, das glaubt er auch. Michael Laue leitet das Fachgebiet Spezielle Licht- und Elektronenmikroskopie am Robert Koch-Institut. Mikroskope sind sein Hauptwerkzeug, für die Diagnostik von Krankheitserregern, und für die Erforschung spezieller mikrobiologischer Lebensformen wie Sporen und Biofilme. „Die Visualisierung gehört immer dazu. Sie verleiht Ergebnissen, die man auch mit anderen Methoden gewonnen hat, eine besondere Kraft und Bedeutung.“
Kollegen als erste eine präzise Strukturaufklärung des HI-Virus durchzuführen und ein Modell
Das Ernst-Leitz-Mikroskop ist eine erhabene Erscheinung: Stativ und Fuß sind elegant geschwungen, vom schwarz glänzenden Lack setzen sich Okular und Objektive aus Messing ab. Die optischen Werke Ernst Leitz sind Anfang des 20. Jahrhunderts die erfolgreichsten Mikroskop-Hersteller auf dem Markt. 1907 bauen sie ihr hunderttausendstes Stück – und überreichen es Robert Koch, nachträglich zu seinem Nobelpreis von 1905. Die Mikroskopie spielt seit jeher eine zentrale Rolle in der Infektionsforschung. „Die Visualisierung eines Erregers ist immer etwas Besonderes, auch heute noch“, sagt der Biologe Michael Laue. Der Mensch sei eben stark visuell geprägt: Was er sieht, das glaubt er auch. Michael Laue leitet das Fachgebiet Spezielle Licht- und Elektronenmikroskopie am Robert Koch-Institut. Mikroskope sind sein Hauptwerkzeug, für die Diagnostik von Krankheitserregern, und für die Erforschung spezieller mikrobiologischer Lebensformen wie Sporen und Biofilme. „Die Visualisierung gehört immer dazu. Sie verleiht Ergebnissen, die man auch mit anderen Methoden gewonnen hat, eine besondere Kraft und Bedeutung.“
Kollegen als erste eine präzise Strukturaufklärung des HI-Virus durchzuführen und ein Modell
Der Neubau am Nordufer wirkt massiv, fast undurchdringlich. Eine Fassade aus dunkelbraunem Metall. Fenster wie Bullaugen, davor feste, silberne Lamellen gegen die Sonne. Als Dominique Krüger zum ersten Mal das Haus 4 des Robert Koch-Instituts betritt, ist er überwältigt. „Die Labore waren das Modernste, was man finden konnte. Auch im europäischen Maßstab.“ Die schicken, dunkelbraunen Laborbänke mit Edelstahlplatten entsprechen höchsten Standards – die Laborarbeitstische, an denen der Biologie-Student bislang gesessen hat, stammen noch aus Kaiserzeiten. Überhaupt: Im Fachgebiet Tierphysiologie an der FU Berlin gibt es geradeeinmal ein Elektronenmikroskop und lange Wartelisten. Im Haus 4 im RKI gibt es drei, das vierte ist schon unterwegs. Es ist 1979, Dominique Krüger ist 28 Jahre alt und weiß: Hier will er arbeiten. Dominique Krüger forscht jahrelang in der Elektronenmikroskopie des RKI, später in der Bakteriologie und der Parasitologie. Seit einigen Jahren ist er Nutzer- und Baukoordinator für den RKI-Standort Seestraße. Die bauliche Entwicklung des Instituts hat ihn immer fasziniert. Als besonderes Stück hat er ein Foto von 1976 mitgebracht: Haus 4 ist fast fertig. Im vorderen Teil sind noch das Mauerwerk und der Rohbau des Übergangs zum Hauptgebäude zu sehen, der Fuß des Baukrans steckt im heutigen Sitzungsraum 064, gegenüber der Kantine. „Unzählige Male habe ich dort getagt“, sagt er. „Niemals ist mir in den Sinn gekommen, dass da mal ein Kran dringestanden hat.“
© RKI Modell für den Neubau am Nordufer – Haus 4 – um 1972.
Der Neubau am Nordufer wirkt massiv, fast undurchdringlich. Eine Fassade aus dunkelbraunem Metall. Fenster wie Bullaugen, davor feste, silberne Lamellen gegen die Sonne. Als Dominique Krüger zum ersten Mal das Haus 4 des Robert Koch-Instituts betritt, ist er überwältigt. „Die Labore waren das Modernste, was man finden konnte. Auch im europäischen Maßstab.“ Die schicken, dunkelbraunen Laborbänke mit Edelstahlplatten entsprechen höchsten Standards – die Laborarbeitstische, an denen der Biologie-Student bislang gesessen hat, stammen noch aus Kaiserzeiten. Überhaupt: Im Fachgebiet Tierphysiologie an der FU Berlin gibt es geradeeinmal ein Elektronenmikroskop und lange Wartelisten. Im Haus 4 im RKI gibt es drei, das vierte ist schon unterwegs. Es ist 1979, Dominique Krüger ist 28 Jahre alt und weiß: Hier will er arbeiten. Dominique Krüger forscht jahrelang in der Elektronenmikroskopie des RKI, später in der Bakteriologie und der Parasitologie. Seit einigen Jahren ist er Nutzer- und Baukoordinator für den RKI-Standort Seestraße. Die bauliche Entwicklung des Instituts hat ihn immer fasziniert. Als besonderes Stück hat er ein Foto von 1976 mitgebracht: Haus 4 ist fast fertig. Im vorderen Teil sind noch das Mauerwerk und der Rohbau des Übergangs zum Hauptgebäude zu sehen, der Fuß des Baukrans steckt im heutigen Sitzungsraum 064, gegenüber der Kantine. „Unzählige Male habe ich dort getagt“, sagt er. „Niemals ist mir in den Sinn gekommen, dass da mal ein Kran dringestanden hat.“
© RKI Modell für den Neubau am Nordufer – Haus 4 – um 1972.
Der Schwerpunkt der genehmigten Forschungsarbeiten liegt auf der Untersuchung der Funktionen von im humanen Genom anzutreffenden Retrotransposons bzw. der Rolle der von diesen codierten Genprodukten bei der Aufrechterhaltung der Pluripotenz und bei der neuralen Differenzierung menschlicher Zellen. Hierfür soll in einem ersten Teilprojekt zunächst untersucht werden, ob und inwieweit sich die Expression der Retrotransposons während der neuralen Differenzierung humaner ES-Zellen verändert. Dazu soll die Expression der Retrotransposons unter Einsatz eines modifizierten CRISPR/Cas-Systems in hES-Zellen spezifisch aktiviert bzw. gehemmt und die Effekte auf das Transkriptom und Epigenom der sich neural differenzierenden Zellen untersucht werden. Außer in neurale Zellen sollen hES-Zellen zu Kontrollzwecken auch in mesodermale Vorläuferzellen, Kardiomyozyten und Hepatozyten differenziert werden. In einem zweiten Teilprojekt sollen die Funktionen von Retrotransposons, von durch Retrotransposons regulierten zellulären Genen, sowie von Genen untersucht werden, die (bekanntermaßen oder mutmaßlich) ihrerseits Retrotransposons regulieren. Die entsprechenden Gene sollen in hES-Zellen überexprimiert, mutiert oder ausgeschaltet und die Effekte auf die Eigenschaften der aus den entsprechenden hES-Zellen differenzierten Zellen bestimmt werden. Dabei richtet sich das Interesse wiederum auf mögliche Veränderungen des Transkriptoms und des Epigenoms sowie auf weitere molekulare und funktionale Eigenschaften der Zellen. Die genetisch veränderten hES-Zellen, die im Rahmen beider Teilprojekte hergestellt wurden, sollen auch für die Erzeugung von Gehirn-Organoiden genutzt werden, wobei die Effekte einer veränderten Expression von Retrotransposons sowie die Auswirkungen veränderter Genfunktionen auf die Eigenschaften der jeweiligen Gehirn-Organoide bestimmt werden sollen.
herkömmlicher Zellkultur beobachteten Phänomene sich auch in einem deutlich komplexeren 3D-Modell
Gegenstand der genehmigten Forschungsarbeiten sind detaillierte Untersuchungen der immunologischen Eigenschaften von hES-Zellen und von aus diesen abgeleiteten differenzierten Zellen. Dazu sollen auf hES-Zellen basierende Reporter-Zell-Linien hergestellt werden, die eine Beobachtung dieser Zellen und aus ihnen abgeleiteter Zellen nach Transplantation in Versuchstiere mittels Bio-Lumineszenz-Imaging ermöglichen. Die Expression von Genen, deren Produkte immunologisch relevant sind, soll in hES-Zellen analysiert, eine mögliche Veränderung dieser Expression im Laufe der kardialen Differenzierung ermittelt und die Frage untersucht werden, ob und inwieweit das infolge eines Myokard-Infarktes bestehende ischämische Milieu die Produktion immunologisch relevanter (Oberflächen)Moleküle in hES-Zellen beeinflussen kann. Es ist ferner vorgesehen, die nach allogener Transplantation von hES-Zellen ausgelöste Immunantwort im Tiermodell umfassend zu analysieren, wozu u. a. Mäuse mit einem humanisierten Immunsystem (sog. BLT-Mäuse) verwendet werden sollen. Es ist zudem geplant, Strategien zur (vorzugsweise nicht-genetischen) Modifikation von hES-Zellen zu entwickeln, die es ermöglichen sollen, die Immunantwort auf hES-Zellen bzw. auf aus ihnen abgeleitete Zellen zu unterdrücken oder zu vermindern.
Das BLT-Maus-Modell ist ebenso wie die Methoden zur Durchführung der geplanten umfangreichen
Inhalt des genehmigten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung, Optimierung und Validierung einer neuartigen Vorgehensweise für die kardiale Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen). Diese Vorgehensweise beruht auf der Modulation der Aktivität Kalzium-aktivierbarer Kaliumkanäle (SK-Kanäle). Die Aktivierung dieser Kanäle führte in Mauszellen zu einer erheblichen Stimulierung der kardialen Differenzierung, insbesondere zur Entstehung von Schrittmacherzellen. Dieser Ansatz soll nun auf hES-Zellen übertragen und für diese optimiert werden. Aus hES-Zellen durch Aktivierung von SK-Kanälen differenzierte kardiale Zellen sollen umfassend charakterisiert werden, unter anderem bezüglich des Anteils spezifischer kardialer Subpopulationen an den differenzierten Zellen. Dazu sollen das Transkriptom der Zellen analysiert, die Präsenz von für bestimmte kardiale Zellen typischen Proteinen bestimmt sowie die elektrophysiologischen Eigenschaften der differenzierten Zellen umfassend untersucht werden. Ferner soll der Beitrag spezifischer Isoformen der SK-Kanäle zur kardialen Differenzierung von hES-Zellen bestimmt und die Beteiligung intrazellulärer Signalwege an der Differenzierung zu Schrittmacherzellen aufgeklärt werden. Parallel zu den Arbeiten an hES-Zellen sind entsprechende Untersuchungen an humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS-Zellen) geplant, für die hES-Zellen jeweils auch zu Vergleichszwecken verwendet werden sollen.
Physiologie von humanen Schrittmacherzellen ermöglichen, wofür bislang kein geeignetes Modell
Der Neubau am Nordufer wirkt massiv, fast undurchdringlich. Eine Fassade aus dunkelbraunem Metall. Fenster wie Bullaugen, davor feste, silberne Lamellen gegen die Sonne. Als Dominique Krüger zum ersten Mal das Haus 4 des Robert Koch-Instituts betritt, ist er überwältigt. „Die Labore waren das Modernste, was man finden konnte. Auch im europäischen Maßstab.“ Die schicken, dunkelbraunen Laborbänke mit Edelstahlplatten entsprechen höchsten Standards – die Laborarbeitstische, an denen der Biologie-Student bislang gesessen hat, stammen noch aus Kaiserzeiten. Überhaupt: Im Fachgebiet Tierphysiologie an der FU Berlin gibt es geradeeinmal ein Elektronenmikroskop und lange Wartelisten. Im Haus 4 im RKI gibt es drei, das vierte ist schon unterwegs. Es ist 1979, Dominique Krüger ist 28 Jahre alt und weiß: Hier will er arbeiten. Dominique Krüger forscht jahrelang in der Elektronenmikroskopie des RKI, später in der Bakteriologie und der Parasitologie. Seit einigen Jahren ist er Nutzer- und Baukoordinator für den RKI-Standort Seestraße. Die bauliche Entwicklung des Instituts hat ihn immer fasziniert. Als besonderes Stück hat er ein Foto von 1976 mitgebracht: Haus 4 ist fast fertig. Im vorderen Teil sind noch das Mauerwerk und der Rohbau des Übergangs zum Hauptgebäude zu sehen, der Fuß des Baukrans steckt im heutigen Sitzungsraum 064, gegenüber der Kantine. „Unzählige Male habe ich dort getagt“, sagt er. „Niemals ist mir in den Sinn gekommen, dass da mal ein Kran dringestanden hat.“
© RKI Modell für den Neubau am Nordufer – Haus 4 – um 1972.
Das Ernst-Leitz-Mikroskop ist eine erhabene Erscheinung: Stativ und Fuß sind elegant geschwungen, vom schwarz glänzenden Lack setzen sich Okular und Objektive aus Messing ab. Die optischen Werke Ernst Leitz sind Anfang des 20. Jahrhunderts die erfolgreichsten Mikroskop-Hersteller auf dem Markt. 1907 bauen sie ihr hunderttausendstes Stück – und überreichen es Robert Koch, nachträglich zu seinem Nobelpreis von 1905. Die Mikroskopie spielt seit jeher eine zentrale Rolle in der Infektionsforschung. „Die Visualisierung eines Erregers ist immer etwas Besonderes, auch heute noch“, sagt der Biologe Michael Laue. Der Mensch sei eben stark visuell geprägt: Was er sieht, das glaubt er auch. Michael Laue leitet das Fachgebiet Spezielle Licht- und Elektronenmikroskopie am Robert Koch-Institut. Mikroskope sind sein Hauptwerkzeug, für die Diagnostik von Krankheitserregern, und für die Erforschung spezieller mikrobiologischer Lebensformen wie Sporen und Biofilme. „Die Visualisierung gehört immer dazu. Sie verleiht Ergebnissen, die man auch mit anderen Methoden gewonnen hat, eine besondere Kraft und Bedeutung.“
Kollegen als erste eine präzise Strukturaufklärung des HI-Virus durchzuführen und ein Modell
