Laufzeit: 5.2017 – 8.2021

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Projektteam:

Prof. Ulrike Nuber | Dr. Karin Töpfer | Dr. Nils Offen |
Jana Frei | Sandra Bonk | Jutta Smidek-Huhn
FB 10, Stammzell- und Entwicklungsbiologie

Prof. Steffen Hardt | Dr. Shantimoy Kar
FB 16, Nano- und Mikrofluidik

Prof. Heinz Koeppl | Walter Albrecht
FB 18, Bioinspired Communication Systems

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Projektbeschreibung:

Im Labor aus humanen Stammzellen gezüchtete organähnliche dreidimensionale Zellverbände im mm- bis cmMaßstab (Organoide) gelten als vielversprechende Neuentwicklung für die biomedizinische Forschung und für Medikamententests an menschlichen Zellen außerhalb des menschlichen Körpers. Diese Anwendungsfelder bilden außerdem mögliche Alternativen zu Tierversuchen. Im Gegensatz zu herkömmlichen zweidimensionalen Zellkulturen besitzen Organoide das Potenzial, eine physiologisch relevante räumliche und zelluläre Komplexität zu entwickeln, welche menschlichen Organen/Geweben ähnelt. Eine korrekte räumliche Organisation von Organoiden, d.h. Anordnung unterschiedlicher Zelltypen entlang der Organhauptachsen (vorne-hinten/obenunten), ist für die Nachbildung der meisten Organe/Gewebe sehr wichtig, da verschiedene Geweberegionen spezifische Funktionen ausüben. Mit derzeitigen Organoidkulturen wird diese Komplexität jedoch nicht erreicht, da die räumliche Anordnung von Zelltypen zufällig erfolgt und unzureichend ist. In diesem Projekt wird ein neuartiges Fluidiksystem konstruiert und evaluiert, welches eine räumlich kontrollierte Entwicklung von GehirnOrganoiden aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen erlaubt. Dies wird durch Gradienten musterbildendender Wachstumsfaktoren erreicht, die mithilfe des Fluidiksystems ausgebildet werden und räumlich gerichtet auf das Organoid wirken.