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IZKF-Projekt D-23

Projekttitel:

Intraartikulärer Gentransfer mit Foamyviralen Vektoren - Implikationen für Knorpelregeneration und Arthritistherapie

Projektleiter:

Prof. Dr. Axel Rethwilm

Institut für Virologie und Immunbiologie

PD Dr. med. Andre Steinert

Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus

Laufzeit:

01.01.2007 - 30.04.2010

Abstract:

Der intra-artikuläre Transfer von anti-inflammatorischen Genen (z.B. Interleukin-1 Rezeptor Antagonist Protein – IL-1Ra) wurde bereits erfolgreich in klinischen Studien zur Arthritistherapie eingesetzt und hat in präklinischen Studien zur Knorpelregeneration zentrale Bedeutung gezeigt. Die klinische Anwendung dieser Technologie ist dabei essentiell von Vektoren abhängig, die in der Lage sind, effizienten intra-artikulären Gentransfer und stabile Transgenexpression in vivo zu gewährleisten.

Retrovirale Vektorsysteme zur permanenten Expression von Transgenen wurden auf der Basis von Orthoretroviren (MLV und HIV) und Foamyviren (FV) etabliert. In Unterschied zu den gebräuchlicheren orthoretroviralen Vektoren leiten sich FV-Vektoren von apathogenen Elternviren ab und zeichnen sich durch ein vorteilhaftes Integrationsmuster in das zelluläre Genom aus. Schließlich wurden von uns Hybridvektoren (FAD) etabliert, die die Vorteile von adenoviralen Vektoren (Produktion der Vektorviren zu hohen Titern, die eine in vivo Applikation erlauben) mit denen von FV (stabile Transgenexpression) kombinieren. In dieser Arbeit sollen foamyvirale Vektoren für den intra-artikulären Gentransfer hergestellt und charakterisiert werden. Dabei sollen FAD Vektoren für den direkten Gentransfer (FAD-Injektion) und FV-Vektoren für den indirekten Gentransfer (Injektion FV-Vektor-modifizierter mesenchymaler Stammzellen (MSZ)) zur Anwendung kommen. Zunächst erfolgt die Evaluation der chondroprotektiven Effekte von foamyviral-vermitteltem IL-1Ra Gentransfer auf die Knorpeldifferenzierung von MSZ in Anwesenheit von IL-1 in einem etablierten in vitro Modell (Explantat- und Pelletkultursystem). Danach erfolgt die Charakterisierung des Transgenexpressionsmusters nach foamyviral-vermitteltem Markergentransfer (GFP, Luziferase) in normale, sowie arthritische Kniegelenke der Wistar- und Nacktratte. Schließlich werden die biologischen Effekte nach foamyviral-vermitteltem therapeutischem IL-1Ra Gentransfer in normale, sowie arthritische Kniegelenke der Wistar- und Nacktratte untersucht. Das Fernziel des Antrags besteht in der Etablierung und Evaluierung (insbesondere unter Sicherheitsaspekten) eines Gentransfersystems, das die in vivo Applikation am Patienten erlaubt.