Entwicklung einer optogenetisch kontrollierbaren MSC-Zelllinie für die präzise Regulation immunmodulatorischer Faktoren

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) werden aufgrund ihrer immunmodulatorischen Eigenschaften als potenzielle Zelltherapeutika untersucht. In diesem Zusammenhang scheint die Therapie mit MSCs bei der Behandlung von Erkrankungen mit Autoimmun- und Entzündungskomponenten vielversprechend zu sein. Die Rolle von MSCs im Kontext inflammatorischer Erkrankungen ist jedoch nur unzureichend charakterisiert. Die Aufgaben von Toll-like Rezeptoren (TLR) auf und in MSCs sind vielseitig und beinhalten die Steuerung der Proliferation und Migration der MSCs, die Reparatur beschädigter Gewebe, die Förderung der Angiogenese sowie die Regulierung des Immunsystems. In diesem Projekt planen wir neue Zelllinien aus mesenchymalen Stammzellen aufzubauen, bei denen die spezifischen Signalwege von TLR 3 und 4 mithilfe von Optogenetik durch Lichtinduktion ein- bzw. ausgeschalten werden können. Das Einschleusen von Reportergenen ermöglicht zusätzlich eine Echtzeitdetektion der Signalwege. Die so erhaltenen licht-aktivierbaren Zelllinien werden unter physiologischen Bedingungen kultiviert (Hypoxie und 3D Kultur) und sowohl auf ihre Multipotenz (Stammzellcharakter), als auch auf das Potential den proinflammatorischen (MSC1; TLR4 Aktivierung) bzw. antiinflammatorischen (MSC2; TLR3 Aktivierung) Phänotypen auszubilden, getestet. Diese beiden biologischen Phänotypen sollen mit Hilfe von Multiplex-ELISA, Genexpressions- und quantitativen Proteomanalysen genau charakterisiert und mit dem Phänotyp nicht-stimulierter Zellen bzw. primärer Zellen verglichen werden. Die im Rahmen dieses Projektes erworbenen Kompetenzen werden die Zusammenarbeit der Universität Bodenkultur, der IMC FH Krems und der Firma LifeTaq-Analytics verstärken, zu weiteren Kooperationen mit Biotech-Unternehmen führen und zu einem langfristigen Ausbau der jeweiligen Kompetenzfelder im Bereich der Regenerativen Medizin beitragen.