A novel gene therapy for ARID1B related disorder in transplanted human cortical organoids
Viele Entwicklungsstörungen des Nervensystems, die geistige Behinderung oder Störungen aus dem autistischen Formenkreis nach sich ziehen, sind auf Mutationen in dem Gen ARID1B zurückzuführen.
Das zugehörige Protein ARID1B wirkt während der Entwicklung an der Steuerung der Chromatinstruktur (Chromatin ist der Komplex aus DNA und Proteinen im Zellkern) und der generellen Genaktivität mit. Die beteiligten Regulationsvorgänge wurden an ausgereiften menschlichen Nervenzellen bisher nicht im Einzelnen erforscht, was u. a. daran liegt, dass lebendes Gehirngewebe nicht für Forschungszwecke zugänglich ist. Entsprechend konnte man bisher auch keine gentechnischen Verfahren entwickeln, mit denen sich der Defekt von ARID1B beheben ließe.
In dem Forschungsprojekt werden die Entstehung der von ARID1B-Mutationen verursachten Entwicklungsstörungen genauer analysiert und neue Möglichkeiten zu einer gentechnischen Therapie evaluiert. Dr. Revah setzt dazu eine weiterentwickelte Form der „Genschere“ CRISPR ein und verwendet von ihm selbst entwickelte, aus Stammzellen abgeleitete humane Cortex-Organoide (t-hCO), eine besondere Form von Nervenzellkulturen, die den Verhältnisse im lebenden menschlichen Gehirn näher kommt als konventionelle Gewebekulturen. Mit diesen Hilfsmitteln sowie mit Kulturen von Gehirntumorzellen aus Mäusen sollen im Rahmen des Forschungsprojektes folgende Fragen beantwortet werden:
- Wie wirken sich mutierte Formen von ARID1B generell auf die Genaktivität aus? Mit welchen anderen Zellbestandteilen treten sie in Wechselwirkung? Welche elektrophysiologischen und morphologischen Veränderungen haben sie in den Zellen zur Folge? Wie verändert sich die Gewebeentwicklung?
- Wie verändern sich die Eigenschaften der Zellen und ihre Entwicklung, wenn man das normale ARID1B in Tumorzellen einschleust?
- Lassen sich Zellen mit der mutierten Form von ARID1B „heilen“, wenn man in sie die normale Form des Gens mit dem CRISPR-Verfahren einschleust? Haben solche gentechnischen Manipulationen unter Umständen auch negative Auswirkungen auf die Zellen?
Insgesamt möchte Dr. Revah neue Erkenntnisse über die von ARID1B ausgehende Krankheitsentstehung gewinnen und die Voraussetzungen für eine Therapie dieser und anderer, von einzelnen Genen verursachten Krankheiten schaffen.