Aus Stammzellen generierte Neurone erstmals mit dem QPatch automatisch charakterisiert

Denise Franz, Doktorandin am Lehrstuhl für Biophysik an der Universität Rostock, arbeitet im Rahmen ihrer Forschungen zusammen mit der Axiogenesis AG, einem Biotechnologieunternehmen, an der elektrophysiologischen Charakterisierung von Neuronen, die aus  Stammzellen generiert wurden. Ziel ihrer Arbeiten war die Untersuchung der humanen Neurone auf ihre Eignung als Alternative zu embryonalen Neuronen, die z. B. aus Mäusen oder Ratten gewonnen werden.

Hierbei handelte es sich um einen bestimmten Neuronentyp, den dopaminergen Neuronen, die auch im Tiermodell schwer zu isolieren sind. Um die die Qualität eines dopaminergen Neurons zu erfüllen, müssen bestimmte Ionenkanäle vorhanden sein, die sich durch Messverfahren ermitteln lassen. Üblicherweise wird für eine derartige elektrophysiologische Charakterisierung von Zellen die so genannte Patch-Clamp-Technik angewandt. Mittels dieser manuellen Messmethode lässt sich der Strom durch einzelne Ionenkanäle in der Zellmembran einer Zelle darstellen, wobei Stromstärken von wenigen Picoampere gemessen werden.

Denise Franz testete zusätzlich zur manuellen Technik in Kooperation mit der dänischen Firma „Sophion“ zudem die automatisierte Patch-Clamp-Technik. Während ihres dreimonatigen Forschungsaufenthalts bei „Sophion“ konnte die Doktorandin ein Verfahren etablieren, mit dem es erstmalig möglich ist, Neurone automatisiert auf dem QPatch-Gerät von „Sophion“ zu untersuchen. Dieses Verfahren gestattet eine schnellere automatisierte Charakterisierung der Neurone, womit ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung der personalisierten Medizin getan wurde. Denn somit könnte aus der Ionenkanal-Ausstattung der aus Patienten entnommenen Stammzellen eine auf den Patienten abgestimmte Medikamentation ermittelt werden. Darüber hinaus gelang es Denise Franz zu zeigen, dass die aus Stammzellen generierten dopaminergen Neurone mit den richtigen Ionenkanälen ausgestattet sind und somit eine Alternative zu Tiermodellen sein können.

Die Forschungsergebnisse sind zusammengefasst in einem Artikel nachzulesen, der soeben in der renommierten Zeitschrift „Nature Scientific Data“ erschienen ist: Franz et al., 2017, Automated and manual patch clamp data of human induced pluripotent stem cell-derived dopaminergic neurons. Nature Scientific Data, 4:170056. DOI: 10.1038/sdata.2017.56.

Pressemitteilung / Universität Rostock