Alternativmethoden: Etablierung von Zell- und Organoid-Kulturen für die Umsetzung der 3Rs in der Infektionsforschung mit nichtmenschlichen Primaten 2.0 (ZellOrKult-2)

Abstract

Nicht-menschliche Primaten (NHP) werden als Modellsysteme für virale Infektionskrankheiten des Menschen eingesetzt und spielen eine zentrale Rolle bei der Aufklärung der Pathogenese sowie bei der Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen. Das übergeordnete Ziel unseres Vorhabens war es, Zelllinien und Organoidsysteme zu entwickeln, die wichtige Aspekte der Virusinfektion abbilden und es erlauben, Infektionsversuche mit NHP zu reduzieren, zu verbessern und letztlich zu ersetzen – im Einklang mit den Vorgaben der 3Rs: Reduction, Refinement und Replacement. Dieser Ansatz ist wichtig, da trotz der großen Bedeutung von NHP-Modellen für die Infektionsforschung kaum Zelllinien und nur wenige gut charakterisierte Organoidmodelle für Infektionsexperimente zur Verfügung stehen. In einer ersten Projektphase war es uns gelungen, Zelllinien aus verschiedenen Geweben von Rhesusaffen und Weißbüschelaffen zu generieren sowie einfache neuronale Sphäroide / Organoide zu etablieren. Die zweite Förderphase, zu der berichtet wird, zielte darauf ab, diese Zellsysteme für die Infektionsforschung weiterzuentwickeln, wobei ein Fokus auf neuronale Zellkulturmodelle gelegt werden sollte. Insbesondere sollten unerwünschte Virus-Infektionen der Zelllinien ausgeschlossen und deren Genexpression bestimmt werden. Außerdem sollte die Empfänglichkeit gegenüber der Infektion durch die gerichtete Expression von Rezeptoren für den Virus-Eintritt und die Inaktivierung des Interferonsystems gesteigert werden und die Zellen mit Reportersystemen für den Nachweis der Virusinfektion ausgestattet werden. Weiterhin sollten deutlich optimierte Hirn-Organoid-Modelle etabliert werden. Hier stand die Implementierung von Endothelzellen, dem wesentlichen Zelltyp von Blutgefäßen und der Blut-Hirn-Schranke (BHS), im Vordergrund.