Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Entwicklung einer lichtinduzierten Proteinsynthese in optogenetisch aktivierbaren Säugerzellen für therapeutische Applikationen
In der Optogenetik, einer Kombination aus Optik und Genetik, werden Zellen durch genetische Manipulation lichtempfindlich, sodass Zellfunktionen gezielt durch Licht gesteuert, Krankheiten analysiert und neue Ansätze für Heilmethoden entwickelt werden können. Ein optogenetisches System besteht meist aus zwei Transkriptionsfaktoren, die unter Lichtaktivierung eines Chromophors eine Einheit bilden, der den Promotor der Zielsequenz aktiviert und die Proteinsynthese startet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer lichtinduzierten Proteinsynthese in optogenetisch aktivierbaren humanen Zellen für therapeutische Applikationen. Es könnten z. B. patienteneigene mesenchymale Stammzellen (hMSCs) während der Implantation auf dem CI (Cochleaimplantat) platziert werden, die auf Lichtinduktion hin BDNF (brain-derived neurotropic factor) synthetisieren. BDNF hat einen positiven Effekt auf Spiralganglionzellen, die wiederrum die auditorische Vermittlung von CIs verbessern. Durch die gute zeitliche und räumliche Auflösung optogenetischer Systeme wird umliegendes Gewebe geschont und ungewollte Nebeneffekte minimiert. Als Modellzellen wurden Säugertierzellen verwendet. Eine Etablierung des optogenetischen PhyB (phytochrome B)-Systems in CHO-K1 (Chinese Hamster Ovary) Zellen mit EGFP (green fluorescent protein) Marker führte nach Optimierung zu einer 5-mal höheren Proteinexpression im Vergleich zur Leakage, während beim CRY2 (Cryptochrome 2)-System in HEK293 (human embryonic kidney) Zellen mit Luciferase (Luc) Marker eine um den Faktor 26 gesteigerte Proteinexpression erzielt wurde. Eine Analyse der Genexpression mittels qPCR (quantitative Polymerase-kettenreaktion) bestätigte diese Ergebnisse. Beide Systeme konnten sowohl mittels LED-Induktion (light emitting diode) wie auch durch Laser-Induktion aktiviert werden und das Protein BDNF optogenetisch synthetisiert werden, wobei nur das CRY2-System eine therapeutisch relevante Konzentration erzeugte. Für eine Übertragung dieser Systeme auf hMSCs, hier aus Fettgewebe ...
Entwicklung einer lichtinduzierten Proteinsynthese in optogenetisch aktivierbaren Säugerzellen für therapeutische Applikationen
In der Optogenetik, einer Kombination aus Optik und Genetik, werden Zellen durch genetische Manipulation lichtempfindlich, sodass Zellfunktionen gezielt durch Licht gesteuert, Krankheiten analysiert und neue Ansätze für Heilmethoden entwickelt werden können. Ein optogenetisches System besteht meist aus zwei Transkriptionsfaktoren, die unter Lichtaktivierung eines Chromophors eine Einheit bilden, der den Promotor der Zielsequenz aktiviert und die Proteinsynthese startet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer lichtinduzierten Proteinsynthese in optogenetisch aktivierbaren humanen Zellen für therapeutische Applikationen. Es könnten z. B. patienteneigene mesenchymale Stammzellen (hMSCs) während der Implantation auf dem CI (Cochleaimplantat) platziert werden, die auf Lichtinduktion hin BDNF (brain-derived neurotropic factor) synthetisieren. BDNF hat einen positiven Effekt auf Spiralganglionzellen, die wiederrum die auditorische Vermittlung von CIs verbessern. Durch die gute zeitliche und räumliche Auflösung optogenetischer Systeme wird umliegendes Gewebe geschont und ungewollte Nebeneffekte minimiert. Als Modellzellen wurden Säugertierzellen verwendet. Eine Etablierung des optogenetischen PhyB (phytochrome B)-Systems in CHO-K1 (Chinese Hamster Ovary) Zellen mit EGFP (green fluorescent protein) Marker führte nach Optimierung zu einer 5-mal höheren Proteinexpression im Vergleich zur Leakage, während beim CRY2 (Cryptochrome 2)-System in HEK293 (human embryonic kidney) Zellen mit Luciferase (Luc) Marker eine um den Faktor 26 gesteigerte Proteinexpression erzielt wurde. Eine Analyse der Genexpression mittels qPCR (quantitative Polymerase-kettenreaktion) bestätigte diese Ergebnisse. Beide Systeme konnten sowohl mittels LED-Induktion (light emitting diode) wie auch durch Laser-Induktion aktiviert werden und das Protein BDNF optogenetisch synthetisiert werden, wobei nur das CRY2-System eine therapeutisch relevante Konzentration erzeugte. Für eine Übertragung dieser Systeme auf hMSCs, hier aus Fettgewebe ...
Entwicklung einer lichtinduzierten Proteinsynthese in optogenetisch aktivierbaren Säugerzellen für therapeutische Applikationen
Wichert, Nina Louisa (Autor:in)
01.01.2023
Hochschulschrift
Elektronische Ressource
Deutsch
PhyB , optogenetics , cochlear implant , CRY2 , BDNF , ddc:500 , Optogenetik , Cochleaimplantat
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