GenExpress Gesellschaft
für Proteindesign mbH

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2. Produktion von funktionsoptimierten, autologen Hautgeneraten durch Haarfollikel-Induktion in vitro

Förderkennzeichen: 0311583A

Ein BMBF-finanziertes Projekt zur Entwicklung eines in vitro 3D Modells zur Untersuchung von Vorgängen in der Haut in Bezug auf die Entwicklung des Haares.

Projektpartner:

  • Klinik für Dermatologie, Universitätsklinikum Hamburg
  • Biotissue AG Freiburg (bis 31.12.2003)
  • GenExpress GmbH (ab 01.01.2004)

GenExpress ist ein Jahr vor Ablauf der Förderphase des Projektes als industrieller Partner eingesprungen. Aufgabe war es, die von Prof. Paus hergestellten, verkapselten und auf unterschiedliche Weise stimulierten Zellen auf ihr Genexpressionsprofil hin zu untersuchen. Dieses sollte mit einem speziell für Keratinozyten ausgerichteten cDNA Chip geschehen.

Abb.1: Photographische Darstellung der verkapselten Kokulturen (A) und immunhistologische Färbung auf den  Marker des mesenchymalen Bindegewebes Fibronektin (D). Die Abbildungen wurden freundlicherweise von Herrn Paus zur Verfügung gestellt.

Hierzu wurden bereits isolierte und sequenzierte humane Genfragmente zur Generierung gewebsspezifischer DNA-Chips genutzt und durch Keratinozyten spezifische Gene ergänzt.

Mit dem von GenExpress konzipierten DNA-Chip konnten umfangreiche genomweite Gen-Expressionsanalysen der von der Arbeitsgruppe Paus hergestellten, verkapselten Kokulturen von Keratinozyten und mesenchymalen Zellen der Haarwurzel-Papille durchgeführt werden.

Abb. 2: Auswertung eines DNA-Chip Experiments.
Der Wechsel der Markierung der cDNA aus unstimulierten und stimulierten Zellen (colour-swap) ermöglicht eine sehr gute Kontrolle der experimentellen Bedingungen. Jeder Punkt auf der Graphik entspricht der Fluoreszenz-Intensität eines humanen Gens nach Stimulation durch Melatonin. Bei der Auswertung wurden nur Gene in Betracht gezogen, die eine signifikante Expression zeigten und einen Unterschied im Expressionsverhalten von mehr als 3.5-fach aufwiesen.

Als Ergebnis des Projekts konnte gezeigt werden, dass sich die verkapselte Kokultur völlig anders verhält, als Kokulturen unter Standardbedingungen in der Kulturschale. Das Bild ist der Gewebestruktur in vivo sehr viel ähnlicher.
Die in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit durchgeführten Genexpressionsmessungen mit dem Chip von GenExpress konnten durch die Verwendung genomweiter kommerziell erhältlicher Chips und durch die Real Time PCR bestätigt werden und untermauern die immunhistologischen Befunde.
Dabei wurden Gene identifiziert, welche bislang bei den epidermalen-mesenchymalen Interaktionen der Haut nicht bekannt waren. Hierdurch eröffnet das Projekt eine Reihe nachfolgender Studien auf zellulärer, wie molekularer Ebene.