ERA-NET EuroTransBio-11: NEUROPTICS- Entwicklung von iPSC-generierten Opto-Neuronen für HTS-Studien

In diesem Projekt sollen Neuronen aus humanen induziert-pluripotenten Stammzellen (hiPSC) durch in vitro Differenzierung generiert werden. Diese sollen durch Anwendung von CRISPR/Cas9 Technologie so modifizert werden, dass sie eine stabile Ausprägung von genetisch-kodierten Biosensoren aufweisen und sich fu¨r Wirkstoffscreenings im Rahmen der Medikamentenentwicklung eignen. Optogenetics ist eine Technologie, die genetische und optische Methoden kombiniert, und eine alternative, im Vergleich zu klassischen Methoden, wesentlich einfachere Möglichkeit darstellt, spezifische Zellantworten zu erfassen. Dies Projekt verfolgt zwei Ziele: 1. Die Generierung von stabil transfizierten iPS Zellen mit genetisch-kodierten, fluoreszierenden Kalziumsensoren, und mit genetisch kodierten, Licht-gesteuerten Ionenkanälen. Über diese Ionenkanäle können die Neurone durch Bestrahlung mit blauem Licht aktiviert werden. 2. Adaptation dieser Zellen an ein Hochdurchsatz-geeignetes Format. Die Licht-gesteuerten Ionenkanäle verfu¨gen u¨ber eine schnelle Aktivierungs- und Deaktivierungskinetik, während die Kalziumsensoren sich durch eine hohe Emmissionsintensität auszeichnen. Mit diesen Eigenschaften der Biosensoren können Experimente vergleichsweise schnell und gut parallelisierbar, dadurch auch kostengu¨nstig durchgefu¨hrt werden. Die stabile Expression dieser Biosensoren in humanen, aus hiPSC generierten Neuronen wird die Robustheit und Reproduzierbarkeit dieser Assays deutlich verbessern und ihre Sensitivität und Prädiktivität erhöhen. Ein solches System wäre damit im Vergleich zu bestehenden Systemen einzigartig.