P-069

Alternativen zu Matrigel - Evaluierung und Entwicklung neuer Beschichtungen zur Kultivierung von Stammzellen

PD Dr. Anja Wilmes,
Vrije Universiteit Amsterdam,
01/2020-06/2021

Das aus Mäusetumoren gewonnene Matrigel wird verwendet, um Stammzellen im Labor zu kultivieren. Alternative Produkte könnten die wissenschaftliche Reproduzierbarkeit verbessern und Tierleid verringern.

Humane Zellkultursysteme, insbesondere solche mit humanen pluripotenten Stammzellen (iPSC) sind ein großer Hoffnungsträger in der Entwicklung von relevanteren, Tierversuchs-freien Testsystemen. So können diese z.B. in der Toxikologie gezielt genutzt werden, um die Wirkungsmechanismen von Medikamenten oder Giftstoffen zu bestimmen. iPCS können aus adulten Zellen, z.B. Blutzellen, hergestellt und theoretisch in alle Zellen unseres Körpers differenziert werden. In unserem Labor haben wir z.B. iPSC in verschieden Zellen der Niere (u.a. Podozyten) differenziert, um Substanzen auf Nierentoxizität zu prüfen.

Allerdings ist für die Kultivierung von iPSC eine Beschichtung mit einer spezifischen, extrazellulären Matrix notwendig, ohne die die Zellen im Labor nicht anwachsen können. Hierzu wird überwiegend die Substanz „Matrigel“ verwendet. Für die Gewinnung von Matrigel müssen Mäuse mit Sarkoma-Tumoren induziert werden. Das Gewicht des Tumors beträgt dabei bis zu 20% des gesamten Körpergewichtes der Maus, bevor diese letztendlich geopfert wird.

Matrigel ist momentan eine der meistverwendeten Beschichtungen für iPS-Zellkulturen. Ein Ersatz wäre aus verschiedenen Gründen erstrebenswert, u. a. um bessere Standarisierungen zu erzielen und natürlich aus ethischen Gründen. Obwohl bereits einige alternative Produkte kommerziell verfügbar sind, werden diese nur sehr spärlich in der Forschung eingesetzt. Neben anderen Gründen liegt das u.a. an höheren Kosten sowie an nur eingeschränkt vorhandenen unabhängigen Studien, die die Produkte der verschiedenen Anbieter systematisch vergleichen.

Mit diesem Projekt wollen wir eine gründliche Evaluierung der vorhandenen Produkte mit dem Fokus auf iPSC-Qualität und -Stabilität vornehmen: iPSC müssen ihre Pluripotenz beibehalten und dürfen keine genetischen Veränderungen aufzeigen. Des Weiteren arbeiten wir an der Entwicklung einer kostengünstigen, neuen Alternative, nämlich der Herstellung von Beschichtungen durch humane Zelllinien.

Ein drittes Ziel des Projektes ist es, diese verschiedenen Beschichtungen für das Differenzieren von iPSC in Nierenzellen (z.B. Podozyten) zu testen, so dass auch hier Differenzierungsmethoden entwickelt werden können, die unabhängig von Matrigel sind. Hier liegt der Fokus auf der Evaluierung von Podozyten-typischen Markern, wie z.B. Synaptopdin und WT1.

 

 


iPSC-abgeleitete Podozyten, welche entweder auf Matrigel (A) oder auf verschiedenen Matrigel-freien Beschichtungen wachsen (B-D).

 

 

Ausführende Institution

Division of Molecular and Computational Toxicology
Vrije Universiteit Amsterdam
De Boelelaan, 1108
1081 HZ Amsterdam, Niederlande

Förderlaufzeit

01/2020 - 06/2021

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