Eine innovative Strategie zur Etablierung physiologisch relevanter Säugerzelllinien

Klein, Franziska

Aussagekräftige endotheliale in vitro Testplattformen werden in der Wirkstoffentwicklung für kardiovaskuläre Erkrankungen benötigt. Während solcher Entwicklungsprozesse ist es wichtig, möglichst frühzeitig abzuschätzen, wie sich ein Produkt in Bezug auf Wirksamkeit, Gesundheit und Umwelt auswirkt. Es besteht eine immer stärkere Notwendigkeit zellbasierte in vitro Testverfahren als Alternative zu Tierversuchen einzusetzen. Zudem sind Endothelzellen in der Forschung, der regenerativen Medizin und Zelltherapie von hohem Interesse. Den Engpass stellt die Versorgung mit genügend Zellmaterial dar, dass die physiologischen Eigenschaften des nativen Zelltyps aufweist, um aussagekräftige reproduzierbare Erkenntnisse zu generieren, die möglichst nahe der in vivo Situation sind. Das hier vorgestellte Immortalisierungsverfahren ermöglicht die Etablierung einer neuen Kategorie von Zelllinien, die zum einen die Proliferation von klassischen Linien aufweisen, zum anderen den funktionalen Phänotyp des nativen Zelltyps konservieren. Der Hypothese folgend, dass man zur Etablierung einer funktionalen Zelllinie eine zelltypspezifische Kombination an Immortalisierungsgenen benötigt, wurde in dieser Arbeit eine innovative Screeningmethode entwickelt, die zum einen die Immortalisierung ermöglichen und zum anderen den physiologisch relevanten Phänotyp konservieren. Zur Selektion dieser Genkombinationen, wurden die generierten Endothelzelllinien einer Charakterisierung unterzogen und ihre Expression endothel-spezifischer Marker und Funktionen im Vergleich zu dem Verhalten der entsprechenden primären Zellen evaluiert. Im Vergleich zu etablierten Immortalisierungsansätzen, weisen die resultierenden Zelllinien eine physiologische Funktionalität und Phänotyp auf, ermöglichen eine unkomplizierte Handhabung und generieren valide Ergebnisse.

Physiological relevant endothelial in vitro testplatforms are needed in support of drug development processes for cardiovascular diseases. It is important to evaluate the efficacy of a potential drug during early stages of the process using cell based in vitro models that closely represent the in vivo environment. They promise to reduce the need for laboratory animals while simultaneously increasing the success rate of new leads. Currently, either permanent cell lines or primary cells are employed for such purposes but limiting is the supply of cell material with properties comparable to the in vivo situation. In this study a system was developed enabling the efficient establishment of novel cell lines with physiological relevant characteristics. Our hypothesis is that each cell type requires a specific combination of genes for immortalization to result in a physiological relevant cell line. The approach developed in this work, is a powerful tool to screen for such gene subsets. Our data demonstrate that the established cell lines retain cell specificity, intracellular signaling pathways and cell functionality in vitro and in vivo. This approach enables the rapid creation of novel cell lines e.g. with correct pharmacologic properties, that are patient or disease specific. Therefore, cell lines established via this approach enable convenient maintenance and obtain valid results. The unique combination of availability and functionality of these cell systems will pave the way to a better understanding of diseases, a precise drug development process and in long term also offer novel treatment options.

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Klein, Franziska: Eine innovative Strategie zur Etablierung physiologisch relevanter Säugerzelllinien. 2012.

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