Ludwig, Carsten:

Gentransfer mittels unterschiedlicher viraler Gentransfervektoren in normale und maligne hämatopische Stammzellen

Duisburg, Essen (2009), VIII, 130 Bl.
Dissertation / Fach: Biologie
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Opalka, Bertram (Doktorvater, Betreuerin)
Esche, Helmut (GutachterIn)
Dissertation
Abstract:
Beim therapeutischen Gentransfer spielt der Einsatz gammaretroviraler Vektoren zur genetischen Modifikation von Zellen eine wichtige und zentrale Rolle. Doch inzwischen rücken mit Lenti- und Foamyviren zwei weitere retrovirale Vektorysteme zunehmend in den Blickpunkt des wissenschaftlichen Interesse, da sie über Eigenschaften verfügen, die sie zu potentiellen Alternativen bei gentherapeutischen Ansätzen machen. Daher sollte der vorliegenden Arbeit das Potential foamy- und lentiviraler Vektoren zur Transduktion von physiologischen und malignen, hämatopoetischen Stammzellen untersucht und mit dem von Gamma-Retroviren verglichen werden.
Zu diesem Zweck sollten zunächst für die lentiviralen und foamyviralen Vektorsysteme Transfektionsprotokolle für die Generierung hochtitriger Überstände entwickelt. Jedoch konnten nur mit den lentiviralen Vektoren hochtitrige Überstände hergestellt werden. Dem gegenüber besaßen die foamyviralen Präparationen nur sehr niedrige Titer. Für die gammaretroviralen Vektoren stand eine stabile Produzentenzelllinie zur Verfügung, welche die Produktion hochtitriger Überstände ermöglichte.
Transduktionsversuche in hämatopoetische CD34+-Vorläuferzellen dienten der Evaluation des Gentransferpotentials der hergestellten Überstände. In diesen Versuchen, in denen auch unterschiedliche Transduktionsprotokolle getestet wurden, konnten mit lentiviralen und gammaretroviralen Überständen durchschnittliche Gentransfereffizienzen von über 25% erzielt werden. Dagegen lag im Schnitt der Anteil an transduzierten Zellen bei der Verwendung des foamyviralen Vektorsystems immer unter 1%. Die lentiviralen und gammaretroviralen Vektorsysteme wurden zudem für Gentransferversuche in primären leukämischen Zellen verwendet. Dabei lagen die Transduktionsraten, die mit den viralen Überständen in den Zellen erzielt werden konnten, zwischen 0% und 75%.
Des Weiteren wurden zwei Transplantationsversuche im NOD/SCID-Mausmodell durchgeführt, um das Engraftment von untransduzierten und lentiviral transduzierten AML-Zellen In-vivo zu untersuchen. Jedoch konnten nur ersten Versuch transduzierte humane AML-Zellen sowohl im Knochenmark, als auch in der Milz und im peripheren Blut der Tiere nachgewiesen werden.
Insgesamt bewiesen in der vorgelegten Dissertation das gammaretrovirale und insbesondere aber das lentivirale Vektorsystem ein großes Potential bei der Transduktion von hämatopoetischen Zellen, was sie zu vielversprechenden Werkzeugen im Bereich der Forschung und der Gentherapie macht.