Modellierung von monogenetischem Diabetes in vitro mittels humaner pluripotenter Stammzellen

Ziel ist die Untersuchung von entwicklungsspezifischen und funktionellen Konsequenzen von spezifischen HNF6 Mutationen, welche in MODY-Patienten mit varriierender Ausprägung der Krankheit identifiziert wurden. Der stärkste, letale Phänotyp wurde durch die homozygote Punktmutation E231D hervorgerufen. Daher wurde diese Mutation mittels Zinkfinger- bzw. CRISPR-Technik unabhängig in humanen embryonalen Stammzellen erzeugt. Um die Bedeutsamkeit der HNF6-Mutationen zu untermauern und zur internen Kontrolle unseres Systems, werden zwei weitere heterozygote Mutationen (P243H und H33Q) in einer Patienten-spezifischen iPS-Zelllinie bzw. einer Insulin-Reporterzelllinie, ebenfalls mittels CRISPR repariert. Die Untersuchung dieser spezifischen Mutationen im Einfluss auf die Pankreasentwicklung und –funktion erfolgt mittels gesteuerter Differenzierung der erzeugten pluripotenten Stammzellen zu endokrinen beta-Zellen. Die generierten Zellen werden dabei extensiv genomisch, proteomisch und funktionell analysiert. Die generierten mutierten Zellen werden im Vergleich zur den nicht mutierten Kontrollen bis zum späten pankreatischen Progenitor differenziert. Jedes essentielle Stadium dieses Prozesses wird mittels Microarray, CHIP-Sequencing, Western Blot, qPCR auf die Veränderung regulatorischer Signalwege untersucht. Zusätzlich werden funktionelle Analysen der Zellen (ELISA, ER-Stress-Test, Apoptose, EM, RIA-assay, Glucosetoleranz, Insulintoleranz, in vivo Transplantationen) durchgeführt.