Masterarbeit AG Schupp

Auswirkung oxidativen Stresses auf ein Nierenepithelzellen-Differenzierungsmodell

Als Exkretionsorgan ist die Niere zeitweise hohen Konzentrationen von potentiell toxischen harnpflichtigen Substanzen ausgesetzt. Diese können zum Untergang v.a. von Zellen des Tubulussystems führen. Dieses besitzt ein regeneratives Potential zum Ersatz der abgestorbenen Zellen. Ein Ursprung der regenerierten Epithelzellen sind im Tubulussystem verstreut vorkommende multipotente renale Vorläuferzellen. Voraussetzung für die Wiederherstellung des intakten Tubulusepithels ist eine korrekte und ungestörte Differenzierung. In diesen Prozess könnten aufgenommene genotoxische Substanzen (z.B. Cisplatin) oder endogener oxidativer Stress, der ebenfalls DNA-Schäden hervorrufen kann, störend eingreifen. Diese Einflüsse sollen an zu Nierenzellen differenzierten induziert pluripotenten Stammzellen (iPSc) untersucht werden, wobei auf die Aktivität und Effektivität der antioxidativen Abwehr und der DNA-Reparatur besonders eingegangen werden soll. Es wird mit humanen induzierten pluripotenten Stammzellen gearbeitet, die in der Veröffentlichung von Karthikeyan Kandasamy (Kandasamy et al. 2015) verwendet wurden, aus welcher das Differenzierungs- und Behandlungsprotokoll übernommen wurde. Nach und während der Differenzierung der Zellen zu proximalen Tubulusepithelzellen soll die Kultur mit dem Oxidans 2-tert-Butylhydrochinon behandelt werden. In den Zellen soll zunächst mit einem Redox-sensitiven Farbstoff die Bildung des oxidativen Stresses nachgewiesen werden. Weiterhin wird die Vitalität der Zellen untersucht, sowie die Expression von Markern der Differenzierung auf RNA- und Proteinebene. Die Entstehung von DNA-Schäden kann mithilfe einer immuncytologischen Färbung nachgewiesen werden. Werden DNA-Schäden gezeigt, so wird in den Zellen auch die Aktivierung der DNA-Schadensantwort überprüft. Nach Etablierung eines Funktionsassays soll weiterhin der Effekt des oxidativen Stresses auf die Zellfunktion der differenzierten Zellen untersucht werden.

Beginn: ab sofort (Datum der Ausschreibung: 12.09.19)

Kontakt: PD Dr. N. Schupp

Institut für Toxikologie

schupp(at)hhu.de

Literatur: Kandasamy, K., Chuah, J.K., Su, R., Huang, P., Eng, K.G., Xiong, S., Li, Y., Chia, C.S., Loo, L.H. and Zink, D. 2015. Prediction of drug-induced nephrotoxicity and injury mechanisms with human induced pluripotent stem cell-derived cells and machine learning methods. Sci Rep 5, 12337.

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