ESTABLISHMENT OF A ΔF508-CF PROMYELOCYTIC CELL LINE FOR CYSTIC FIBROSIS RESEARCH AND DRUG SCREENING
Autoren:
Scott Jennings, Hong Pong Ng and Guoshun Wang
Department of Microbiology, Immunology and Parasitology, Louisiana State University Health Sciences Center, New Orleans, USA
Was war Ihre wissenschaftliche Fragestellung?
Die Lungenerkrankung bei Mukoviszidose wird durch bakterielle Infektionen ausgelöst. Mukoviszidose-Patienten sind gegen diese Infektionen nicht ausreichend durch ihr Immunsystem geschützt. Das lässt vermuten, dass es bei ihnen in den Zellen, die für die Immunantwort verantwortlich sind, funktionelle Störungen gibt. Das betrifft zum Beispiel die Neutrophilen, also die Sorte von weißen Blutkörperchen, die auf das Abtöten bakterieller Zellen spezialisiert sind. Gegenwärtig kann man Neutrophile für Forschungszwecke nur aus dem Blut von Mukoviszidose-Patienten gewinnen. Das reicht für viele Zwecke nicht aus, und außerdem machen unterschiedliche genetische Hintergründe der Patienten und unterschiedliche entzündliche Zustände die Gewinnung klarer Ergebnisse aus diesen Proben schwierig. Es kommt hinzu, dass Neutrophile aus dem Blut kurzlebig sind und in der Kultur nicht vermehrt werden können. Durch diesen Engpass wird die intensive Untersuchung der Neutrophilen zu Beginn und während der weiteren Entwicklung der Lungenerkrankung bei Mukoviszidose stark behindert. Wir haben uns deshalb mit der Frage befasst, ob es möglich ist, eine CF-Neutrophil-Zelllinie zu etablieren.
Warum ist das wichtig?
Aus einer CF-Neutrophil-Zelllinie könnten wir unbegrenzte Mengen von Cf-Neutrophilen gewinnen. Im Unterschied zu Neutrophilen, die direkt aus dem Blut von Mukoviszidose-Patienten gewonnen werden, hätten die aus der Zelllinie einen identischen genetischen Hintergrund und wären nicht durch Infektion beeinflusst. Eine solche Zelllinie wäre ein mächtiges Werkzeug für die Untersuchung des Immundefekts und der Rolle der Neutrophilen in der Entwicklung der Lungeninfektion bei Mukoviszidose. Letztlich würde es die Suche nach Wirkstoffen erleichtern, die an dieser Problematik ansetzen können.
Wie sind Sie vorgegangen?
Mit Hilfe des neuen gentechnischen Verfahrens CRISPR/CAS9 konnten wir die CF-Mutation F508del in eine Neutrophil-Vorläufer-Zelllinie einführen. Nach chemischer Induktion mit DMSO entwickelten sich reife Neutrophil-Zellen, die auf ihre Morphologie (Gestalt, Aufbau), ihre Funktion und ihr Verhalten hin untersucht wurden.
Was haben Sie herausgefunden?
Die Zelllinie konnte CF-Neutrophile liefern und uns damit nach Bedarf große Mengen an Untersuchungsmaterial zur Verfügung stellen. Die daraus gewonnenen Neutrophilen waren hinsichtlich ihrer Morphologie, der funktionellen Störungen und des veränderten Verhaltens denjenigen ähnlich, die aus dem Blut von Mukoviszidose-Patienten mit der betreffenden Mutation stammten.
Was bedeutet das, und warum muss man bei der Bewertung der Ergebnisse vorsichtig sein?
Die so gewonnenen CF-Neutrophilen lassen sich als ein zuverlässiges Zellmodell nutzen, mit dem man die Biologie der CF-Neutrophilen und ihre Rolle in der CF-Lungenerkrankung besser verstehen kann. Außerdem kann man sie für Wirkstofftests benutzen, die an dieser Problematik ansetzen, mit dem Ziel einer effektiven Therapie.
Wie geht es weiter?
Wir werden die Zelllinie weiter untersuchen und beschreiben und sie als Plattform für die Suche nach Wirkstoffen etablieren.
Übersetzung von Wilhelm Bremer, 17.10.2018
