Präklinische Forschung

Für die Untersuchung von Krankheiten, die ein oder mehrere Organe betreffen, fehlten bislang geeignete und authentische menschliche Modellsysteme. Menschliche induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) überwinden diese Einschränkungen und stellen ein ideales menschliches Krankheitsmodell dar, da sie Krankheitsphänotypen in der Kulturschale rekapitulieren. 

Unsere Gruppe entwickelt eine einzigartige und leistungsstarke Plattform von iPSC-Krankheits- und Reportermodellen, die es ermöglichen, die zugrunde liegenden pathologischen Mechanismen zu untersuchen und Wirkstoffe und Toxine zu screenen und zu testen. Unser erfahrenes Team verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Modellierung von iPSC-Krankheiten sowie über langjährige und umfassende Kenntnisse in der Genomeditierung.

Leistungsangebot

• Kundenspezifische Generierung und Qualitätskontrolle von humanen iPSCs aus Patientenproben und von gesunden Spendern.
• Genomeditierung in iPSCs zur Erzeugung isogener Kontroll- und Krankheitsmodelle sowie zur Entwicklung von iPSC-Reporterzelllinien.
• Nutzung etablierter iPSC-Modelle aus großen nationalen und internationalen iPSC-Repositorien.
• Robuste Differenzierung humaner iPSCs in krankheitsrelevante Zelltypen und Gewebe des (neuro)ektodermalen, mesodermalen und endodermalen Ursprungs in 2D- und 3D-Formaten.
• Multiparametrische molekulare und zelluläre Phänotypisierung von iPSC-Krankheitsmodellen, unter anderem optimiert auf High-Content Imaging.
• Kontinuierliche Entwicklung, Optimierung und Prozessautomatisierung zellbasierter Assays.
• Screening neuer und bereits zugelassener Wirkstoffe sowie potentiell toxischer Substanzen zur Analyse von Wirksamkeit, Toxizität und zellulären Wirkmechanismen.
• Funktionelle Charakterisierung komplexer iPSC-basierter Modelle, unter anderem unter anderem mittels Gehirnorganoiden und Herzmuskelgeweben.

Für viele seltene neurometabolische und neurodegenerative Erkrankungen des Kindesalters fehlen trotz eines hohen medizinischen Bedarfs weiterhin krankheitsmodifizierende Therapien. Die AG Schlotawa untersucht diese Erkrankungen mithilfe krankheitsrelevanter zellulärer Modelle, um intrazelluläre Pathomechanismen aufzuklären. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf lysosomaler Dysfunktion, gestörter Organellhomöostase und damit verbundenen biochemischen Veränderungen.

Die Arbeitsgruppe kombiniert patientenabgeleitete und geneditierte Zellmodelle mit mikroskopiebasierten, biochemischen, molekularen und Omics-basierten Analysen.  Ziel ist es, krankheitsassoziierte Phänotypen zu charakterisieren, zentrale Pathomechanismen zu identifizieren und pharmakologisch modulierbare Targets abzuleiten.

Darauf aufbauend entwickelt die AG robuste zelluläre und biochemische Assays, mit denen therapeutische Effekte in vitro messbar gemacht werden können. Diese Assays bilden die Grundlage für Hochdurchsatzscreenings und Drug-Repurposing-Strategien zur Identifizierung von Substanzen mit therapeutischem Potenzial.

Da lysosomale Dysfunktion, gestörte Organellhomöostase und veränderte intrazelluläre Signalwege gemeinsame Merkmale vieler neurodegenerativer Erkrankungen darstellen, können die gewonnenen Erkenntnisse auch über seltene pädiatrische Erkrankungen hinaus relevant sein, insbesondere für neurodegenerative Erkrankungen des Erwachsenenalters.

Unsere Expertise umfasst:

• Generierung und Charakterisierung zellulärer Modelle für seltene neurometabolische und neurodegenerative Erkrankungen.
• Untersuchung primärer patientenabgeleiteter Zellen und krankheitsrelevanter Modellzelllinien mittels multiparametrischer molekularer, biochemischer und mikroskopiebasierter Phänotypisierung.
• Analyse intrazellulärer Signalwege, Organellveränderungen und krankheitsrelevanter biochemischer Mechanismen.
• Entwicklung und Optimierung krankheitsrelevanter zellulärer und biochemischer Assays für therapeutische Screenings.
• Hochdurchsatzscreening von Wirkstoffen zur Identifizierung therapeutisch aktiver Substanzen.