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RING 14 NON-PROFIT-VEREIN
HILFE UND FORSCHUNG FUER KINDER MIT SELTEN GENETISCHEN KRANKHEITEN

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IPS STUDIUM

Chromosom Ring 14 IPS STUDIUM von ANNE CHERRY

Gespräch, 4. März 2012

Am 04. März 2012 sprach Debbie Gregoire (Mutter von Chloe, Ring 14) mit Anne Cherry in Bezug auf ihre bevorstehende Forschung über Chromosom Ring 14. Anne ist Studentin an der Harvard Universität und arbeitet an ihrer Ph.D. in biologischer Chemie und molekularer Pharmakologie. Ihr Studium führte sie zur Arbeit mit Stammzellen.

Professor Pietro De Camilli initiierte ein Gespräch mit dem Leiter der Abteilung, der für Anne zuständig ist, in Bezug auf IPS und Ring 14 und lud Anne ein im Oktober 2011 eine Rede bei dem Workshop für Ring 14 zu halten, welcher von „RING 14 Italy“ organisiert wurde. Damals stellte Anne ihre Forschungen über Ring 14 und IPS-Zellen (Induzierte Pluripotente Stammzellen) Ärzten, Wissenschaftlern, Ring 14 Familienmitglieder und vielen anderen vor. Anne arbeitet im Hämatologie-Labor in Harvard, ihre Arbeit fokussiert sich in erster Linie auf die Krankheit namens Fanconi-Anaemi, die das Blutsystem betrifft.  In ihrer primären Arbeit ist herauszufinden, warum Fanconi-Anaemi Zellen nicht in IPS-Zellen umgewandelt werden können.

Auf Grund ihrer Kenntnisse in IPS-Zellen und ihrem Interesse in Ringchromosomen (welche äußerst selten sind) unternimmt Anne diese Studie “Ring 14”.

Induzierte pluripotente Stammzellen (IPS-Zellen) sind Zellen, die genetisch zu embryonalen oder pre-embryonalen Stammzellen umprogrammiert wurden. Im Wesentlichen sind sie Vollzellen, die manipuliert wurden, sodass sie wieder zum Anfangszustand der Zellproduktion zurückkehren können bevor einzelne Zellen ihre Gewebefunktionen (dh. Finger-, Leber-, Augen-, Herz, etc.) bilden. Pluripotent bedeutet „ sehr leistungsfähig”. In diesem IPS Zustand kann ein Mal eine Studie über eine bestimmte Krankheit begonnen werden, in diesem Fall Ring 14.

Für ihre Studie arbeitet Anne überwiegend allein. Durch die Ring14 BioBank in Italien und die Universität Cattolica in Rom, beschafft sich Anne Zellen von zwei Ring14 Patienten und eine von je einem Elternteil für insgesamt vier Zellen. Den Zelltyp, den sie verwenden wird sind Hautzellen. Anne hat bereits die Hautzellen von einem Ring14 Patienten und deren Eltern erhalten, die Zellen des zweiten Ring14 Patienten und seinen Eltern werden in kürze aufgenommen. Um die Zellen zu erhalten, haben die Eltern der Studie bereits zugestimmt aber die offizielle Arbeit kann erst beginnen wenn Anne eine schriftliche Zustimmung der beteiligten Familien hat. Anne wird das Labor im Kinderkrankenhaus von Boston für ihre Arbeit nutzen.

Um Gewebe zu entfernen werden Hautzellen einer „Stanzbiopsie“ unterzogen, die mit einem Instrument namens „Schlag“ vollzogen wird. Diese Hautzellen heißen „Fibroblasten“ uns sind Teil der Hypodermis (unteren Hautschicht). Die Hypodermis ist die dritte Schicht der Haut, nach der Epidermis und der Dermis. Ein Mal erhalten kann man die Zellen im gefrorenen Zustand bei -100 Grad Fahrenheit auf unbestimmte Zeit aufbewahren.

Das ursprüngliche Ziel ist es, die Hautzellen in IPS-Zellen zu verwandeln. Abhängig von der Krankheit, die untersucht wurde, zeigen die jüngsten Ergebnisse, daß einige der Zellen innerhalb nur weniger Wochen sich in IPS-Zellen verwandelt haben, während sich andere egal wie viel Zeit verging nicht in IPS-Zellen verwandelt haben. An diesem Punkt ist es unklar, ob die Ring14 Zellen sich effektiv in IPS-Zellen verwandeln.

Wenn diese Studie Erfolg hat, werden die Vorteile potentiell wirklich bedeutend. Der größte Vorteil ist, daß IPS-Zellen wachsen und sich vermehren können, dies ermöglicht es, daß buchstäblich Tausend von Ring14 Zellen für zukünftige und weitere Studien von Neurowissenschaftlern und Wissenschaftlern, die das Gehirn und Nervenzellen untersuchen, zur Verfügung stehen. Studien können dann durchgeführt werden um festzustellen, wie sich der Ring auf eine Zelle eines Ring14 Patienten auswirkt.

Anne erklärte, daß typische Ring14 Patienten in zwei Kategorien eingeteilt werden können: Manche Patienten haben intakte 14. Chromosomen ohne fehlendes oder hinzugefügtes Material aber aus irgendeinem Grund verwandelt sich ein Chromosom in einen Ring. Der zweite Typ von Ring14 Patienten ist komplizierter entweder fehlt das 14. DNA-Chromosom, oder gibt es zusätzliches DNA zum 14. Chromosom, oder eine Kombination aus beidem, die gleichzeitig einen Ring bilden.
Bei der Herstellung von IPS-Zellen können Forscher vollständige Ringe mit hinzugefügten/gelöschten Ringen kombinieren um mehr über den Zustand von Ring14 zu erfahren.

Anne wird erst den ganzen Ring untersuchen bis sie feststellt, daß er die besten Chancen hat um erfolgreich in eine IPS-Zelle verwandelt zu werden. In den Proben, mit denen Anne arbeitet, ist ein Patient mit einem vollständigen Ring und der zweite Patient mit einem „Mosaik“ Ring. Ein Mosaik Ring bedeutet, daß das Ring14 Chromosom zusätzliche genetische Materialen oder gelöschte Materialen enthält, oder die Kombination beider Ereignisse gleichzeitig einen Ring bilden. Zu diesem Zeitpunkt weiß Anne noch nicht welchen Typ von Mosaik Ring der zweite Spender hat (Deletion, Addition, etc.). Wie ich schon sagte, wird Anne erst mit dem kompletten Ring arbeiten, da es einfacher ist erste Erfolge mit dem weniger komplizierten Ring zu erzielen. Wenn Anne erfolgreich den kompletten Ring in eine IPS-Zelle verwandelt und die Ring14 Gemeinschaft glücklich ist eine neue Neurowissenschaftlerin zu  haben, dann wird sie versuchen den Mosaik Ring in einer neurowissenschaftlichten Forschung in eine IPS-Zelle verwandeln. Mit diesen verfügbaren IPS-Zellen wird dann ein Neurowissenschaftler in der Lage sein zu untersuchen, wie sich die Ring14 Chromosomen in einer Zelle zueinander verhalten.

Bei der IPS Studie wird Anne immer eine Kontrollprobe (die Elternzellen) haben, um die Basisdaten zu entwickeln und eine experimentelle Probe (Ring14 Zellen des Patienten). Vergleiche können dann zwischen den gesunden und den befallenen Zellen hergestellt werden. Mit diesen IPS-Zellen können Forscher mehr über die Ring14 Erkrankung erfahren.

Der größte mögliche Nutzen einer erfolgreichen IPS Reprogrammierung und einer Studie der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft ist es gezielte Medikamente zu entwickeln um die Symptome (d.h. Krampfanfälle, motorische Fähigkeiten, verzögerte Entwicklung, etc.) zu behandeln. Durch die Untersuchung der DNA könnten Medikamente hergestellt oder die Ring14 Eigenschaften verringert werden. Um eine effektive medikamentöse Therapie zu entwickeln, können Neurowissenschaftler  bestimmte Medikamente direkt auf die IPS/neuronalen Zellen abzielen.

Anne erklärt, daß oft der erste Durchlauf, die IPS-Zellen zu reprogrammieren nicht funktioniert aber jetzt verwendet sie eine andere Herangehensweise und glaubt, daß diese erste Erfolge  für Ring14 bringen wird. Sie geht davon aus, daß es ein paar Monate dauern wird bis die erste Probe umprogrammiert ist. Wenn sie die erste Probe in Händen hält braucht sie nur noch das OK von der Familie und sie kann mit der Studie beginnen. Die Studie soll voraussichtlich nur ein paar Monate dauern, in dieser Zeit wird Anne Tausende Ring14 IPS-Zellen zusammengestellt haben, die im gefrorenen Zustand für weitere Forschungen in der Zukunft verfügbar sind. Das schöne daran ist, daß eine Fülle von Zellen für gegenwärtige und zukünftige Forschungen vorhanden ist.

Um weiter zu kommen, rechnet man fest mit einer Reprogrammierung der IPS, außerdem ist für die Ring14 Gemeinschaft wichtig mit Neurowissenschaftlern zusammenzuarbeiten um die Forschung weiter voran zu treiben. Der Hintergrund, warum Anne bei solchen Projekten mit macht, ist allein das reprogrammieren von Hautzellen in IPS-Zellen. Zukünftige Untersuchungen dieser Zellen müssen von Neurowissenschaftlern durchgeführt werden, die IPS-Zellen zu Neuronen umwandeln können und somit potentielle medikamentöse Therapien entstehen.

Annes zentrale Anlaufstelle in der Ring14 Gemeinschaft ist Stefania Azzali, Präsidentin der Ring14 Italy. Alle Ergebnisse ihrer Forschung werden direkt an Stefania gemeldet.

Die Ring14 Gemeinschaft ist dankbar für Annes Forschungsanstrengungen.

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