Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R

In-vitro-Hautmodelle mit immunkompetenten Zellen

Integration von Immunzellen (Langerhans Zellen) in rekonstruierte Humanhaut.

Integration von Immunzellen (Langerhans Zellen) in rekonstruierte Humanhaut.
Bildquelle: A. Said

Die beim Atopischen Ekzem defekte Hautbarriere erleichtert Antigenen die Wechselwirkung mit immunkompetenten Zellen der Haut. Zu diesen Immunzellen gehören die sogenannten dendritischen Zellen und Langerhans Zellen, die nicht nur für sensibilisierende Eigenschaften von Fremdstoffen sondern auch bei immunologisch bedingten Hauterkrankungen von zentraler Bedeutung sind.

Bisher wird das sensibilisierende Potential von Substanzen im lokalen Lymphknoten-Test (LLNA: OECD TG429), in Tests an Meerschweinchen (Guinea Pig Maximation Test, Buehler Test: OECD TG406) sowie Mausohrschwellungstests (MEST) bestimmt. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, die genannten Testverfahren zukünftig zu ersetzen. Daher sollen Hautmodelle mit integrierten antigen-präsentierenden Zellen entwickelt werden, die später auch in der Grundlagenforschung und der präklinischen Forschung eingesetzt werden sollen.

Die Charakterisierung von Entzündungsprozessen in der Haut ist in der Arbeitsgruppe ein zentrales Thema. Die stabile Integration von Immunzellen in rekonstruierte Haut stellt allerdings eine besondere Herausforderung dar. So stützen sich denn auch fortgeschrittene Testprotokolle zur Hautsensibilisierung derzeit auf ein Zwei-Schritt-Verfahren, das die Penetration der Haut und die Aktivierung von Immunzellen trennt. Mehrere Ansätze für 3D-Hautmodelle wurden bereits erprobt und die prinzipielle Eignung zur Untersuchung molekularer Mechanismen der immunologischen Antwort aufgezeigt. Die Etablierung von rekonstruierter Haut mit immunkompetenten Zellen ist vorangeschritten und die Arbeiten wurden 2013 mit dem Forschungspreis des Landes Berlin zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden für Tierversuche ausgezeichnet. Im Teilprojekt werden die Modelle weiterentwickelt und optimiert. Die Arbeiten erfolgen in enger Abstimmung mit den Teilprojekten Kleuser und Schäfer-Korting. Insbesondere sollen die mit Immunzellen-populierten Hautmodelle später in Krankheitsmodelle einfließen. Darüber hinaus werden die Untersuchungen in Zusammenarbeit mit den Teilprojekten Lauster und Luch durchgeführt, um die an den Hautmodellen gewonnenen Erfahrungen auf die „Organ-on-a-chip“ Technologie bzw. die Testung von Nanomaterialien zu übertragen.

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