Differenzierung von Becherzellen aus Bindehautkeratinozyten

Das Bindehautepithel des Auges beinhaltet Becherzellen, einzellige Muzin produzierende Drüsen. Sowohl die Bindehaut-Keratinozyten als auch die Becherzellen stammen von einer gemeinsamen bipotenten epithelialen Vorläuferzelle ab. Ein Mangel an Muzin kommt in verschiedenen Pathologien des Auges wie Verätzungen und Verbrennungen, Steven- Johnson Syndrom, Sicca Syndrom, Sjögren Syndrom, Atopische Keratokonjunktivitis, Okulär vernarbendes Pemphigoid oder Vitamin A Mangel vor. PatientInnen mit Sjögren Syndrom (SS), einer systemischen Autoimmunerkrankung, zeigen eine signifikante Reduktion an Becherzellen, eine reduzierte Menge an Becherzell-Muzin MUC5AC im Tränenfilm und eine verminderte MUC5ACmRNA Expression in impressionszytologischen Proben der Bindehaut. Steigender Erkenntnisgewinn über die molekularen Mechanismen, die in der Pathogenese des SS involviert sind, könnte die Entwicklung selektiverer Therapieformen ermöglichen. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Mechanismen zu identifizieren, die eine proliferierende Bindehautepithelzelle dazu veranlassen einedifferenziertere Muzin-produzierende Becherzelle zu generieren. Voraussetzung um die Signalwege studieren zu können ist es jedoch, sich Fachwissen in der Kultivierung von Epithelzellen anzueignen. Erst dann kann der erste Schritt dieses Projektes, die Anreicherung von Becherzellen in Kultur mit EGF, um eine ausreichende Menge an Becherzellen für nachfolgende Experimente und Tests zur Verfügung zu haben, durchgeführt werden. In einem zweiten Schritt wird der ERK Signalweg, aktiviert durch EGF, in kultivierten Bindehautepithelzellen von gesunden Spendern und SS PatientInnen analysiert sowie der Effekt einer Hemmung der ERK Signalkaskade auf die Differenzierung der Bindehautepithelzellen untersucht. Zusätzlich werden die Expression von Sox9 und Math1 in humanen Bindehautepithelzellen gesunder Spender und SS PatientInnen sowie der Effekt des Gen-Knockdowns durch siRNA untersucht. Die Ergebnisse sollten neue Einblicke in die Interaktionen extrazellulärer und intrazellulärer regulativer Faktoren, welche dieFestlegungder Bindehautzelllinien kontrollieren, gewähren und Licht auf die molekularen Mechanismen, die verantwortlich für das Zellschicksal sind, werfen. Um die Anwendungsmöglichkeiten adulter Stammzellen zu verbessern ist es außerdem wichtig zu verstehen, in welcher Weise die Signalwege in SS pathologisch verändert sind.

Das Bindehautepithel des Auges beinhaltet Becherzellen, einzellige Muzin produzierende Drüsen. Sowohl die Bindehaut-Keratinozyten als auch die Becherzellen stammen von einer gemeinsamen bipotenten epithelialen Vorläuferzelle ab. Ein Mangel an Muzin kommt in verschiedenen Pathologien des Auges wie Verätzungen und Verbrennungen, Steven-Johnson Syndrom, Sicca Syndrom, Sjögren Syndrom, Atopische Keratokonjunktivitis, Okulär vernarbendes Pemphigoid oder Vitamin A Mangel vor. PatientInnen mit Sjögren Syndrom (SS), einer systemischen Autoimmunerkrankung, zeigen eine signifikante Reduktion an Becherzellen, eine reduzierte Menge an Becherzell-Muzin MUC5AC im Tränenfilm und eine verminderte MUC5AC mRNA Expression in impressionszytologischen Proben der Bindehaut. Steigender Erkenntnisgewinn über die molekularen Mechanismen, die in der Pathogenese des SS involviert sind, könnte die Entwicklung selektiverer Therapieformen ermöglichen. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Mechanismen zu identifizieren, die eine proliferierende Bindehautepithelzelle dazu veranlassen eine differenziertere Muzin-produzierende Becherzelle zu generieren. Voraussetzung um die Signalwege studieren zu können ist es jedoch, sich Fachwissen in der Kultivierung von Epithelzellen anzueignen. Erst dann kann der erste Schritt dieses Projektes, die Anreicherung von Becherzellen in Kultur mit EGF, um eine ausreichende Menge an Becherzellen für nachfolgende Experimente und Tests zur Verfügung zu haben, durchgeführt werden. In einem zweiten Schritt wird der ERK Signalweg, aktiviert durch EGF, in kultivierten Bindehautepithelzellen von gesunden Spendern und SS PatientInnen analysiert sowie der Effekt einer Hemmung der ERK Signalkaskade auf die Differenzierung der Bindehautepithelzellen untersucht. Zusätzlich werden die Expression von Sox9 und Math1 in humanen Bindehautepithelzellen gesunder Spender und SS PatientInnen sowie der Effekt des Gen- Knockdowns durch siRNA untersucht. Die Ergebnisse sollten neue Einblicke in die Interaktionen extrazellulärer und intrazellulärer regulativer Faktoren, welche die Festlegung der Bindehautzelllinien kontrollieren, gewähren und Licht auf die molekularen Mechanismen, die verantwortlich für das Zellschicksal sind, werfen. Um die Anwendungsmöglichkeiten adulter Stammzellen zu verbessern ist es außerdem wichtig zu verstehen, in welcher Weise die Signalwege in SS pathologisch verändert sind.