Projekt zum Phelan McDermid Syndrom wird gefördert

BERLIN. Für die Entwicklung eines neuartigen stammzellbasierten Modellsystems zur Erforschung des Phelan McDermid Syndroms (PMS), einer seltenen neuronalen Entwicklungsstörung, erhält ein Wissenschaftler-Team aus Ulm und Magdeburg den mit 50.000 Euro dotierten Eva Luise Köhler Forschungspreis 2017. Das teilt das Netzwerk ACHSE (Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen) mit.

Um die Erkrankung in dem von Professor Michael Schmeißer, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, konzipierten Projek möglichst realitätsnah studieren zu können, werden zu Stammzellen reprogrammierte Körperzellen verwendet. Aus diesen sollen winzige Organstrukturen gezüchtet werden, die Zellverbänden aus dem menschlichen Hirn ähneln, heißt es in der Mitteilung.

Da diese zerebralen Organoide den gleichen Gendefekt aufweisen, der bei Betroffenen zum PMS führt, erhoffen sich Ärzte, Forscher und Patientenvertreter von der nun geplanten molekularen Charakterisierung dieses neuartigen humanen Modellsystems wichtige Ansatzpunkte für künftige Therapien.

Das Phelan McDermid Syndrom (PMS), das mit autistischen Verhaltensweisen, Intelligenzminderung, Muskelschwäche und Epilepsie einhergehen kann, ist eine genetisch bedingte Netzwerkstörung des Gehirns, die sich während der neuronalen Entwicklung ausbildet und bereits im frühen Kindesalter zu Symptomen führt. Ursächlich scheint eine Mutation des SHANK3-Gens zu sein. Diese führt zu definierten molekularen Veränderungen wie zu einer Fehlregulation des sogenannten mGluR5-Signalwegs in bestimmten Hirnregionen.

Bei der Gewinnung des Ausgangsmaterials für die Organoide arbeiten Neurowissenschaftler und Stammzellforscher Hand in Hand: Die durch künstliche Reprogrammierung von Körperzellen erschaffenen "induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS)", haben die Fähigkeit zurückerlangt, sich wie embryonale Stammzellen in sämtliche Zell- oder Gewebetypen differenzieren zu können.

Um standardisierte Bedingungen zu schaffen, nutzen die Stammzellforscher dabei iPS-Zellen gesunder Spender, denen das SHANK3-Gen zunächst per CRISPR-Cas "Genomchirurgie" entfernt wurde, erläutert das Netzwerk ACHSE in seiner Mitteilung. So könne der Gendefekt, der beim Menschen zu PMS führt, nachgestellt werden, während gleichzeitig gesundes Vergleichsmaterial vorhanden ist.

Im nächsten Schritt sollen aus den genetisch modifizierten iPS-Zellen winzige, circa 3-4 mm große organähnliche Strukturen hergestellt werden, die Zellverbänden aus dem menschlichen Hirn ähneln. Binnen eines Jahres soll so ein humanes Modellsystem entstehen, an dem das komplexe biochemische Zusammenspiel in den betroffenen Nervenzellen auf molekularer Ebene umfassend analysiert werden kann.

Da die Organoide den gleichen Gendefekt aufweisen, wie er bei Patienten mit PMS auftritt, hoffen Wissenschaftler und Patientenvertreter dabei auf völlig neue Einblicke in die Erkrankung.

Durch die zielgerichtete Charakterisierung der zerebralen Organoide soll überprüft werden, ob die bereits im Mausmodell identifizierten Veränderungen auch im humanen Modellsystem nachzuweisen sind. "Maßgeblich ist für uns dabei die Frage, welche Therapieoptionen sich daraus für PMS-Patienten, aber auch für andere Betroffene mit ähnlichen Krankheitsbildern ergeben könnten," erläutert der Arzt und Wissenschaftler und ergänzt: "Die genetischen Ursachen des Phelan McDermid Syndroms weisen darauf hin, dass man das Syndrom als seltene Modellerkrankung verstehen kann, aus der man allgemeingültigeres Verständnis für Autismus und Intelligenzminderung ableiten kann." (eb)