Stefan Schildknecht

Young Scientist Toxicology Merck Award 2014 für Stefan Schildknecht

Etablierung von LUHMES als Zellmodell menschlicher Dopamin-Neurone

Dr. Stefan Schildknecht erhielt den Young Scientists Toxicology Award 2014 für seine Arbeiten im Rahmen der Etablierung eines zellulären Modells mit dem die wesentlichen Vorgänge der Neurodegeneration von Dopamin-Neuronen bei der Parkinson Erkrankung in einem in vitro System nachgestellt werden können. Die hierbei generierte LUHMES Zell-Linie basiert auf menschlichen immortalisierten neuronalen Zellen aus dem Mittelhirn, die innerhalb einer Woche in postmitotische Nervenzellen mit dopaminergem Phänotyp ausdifferenziert werden können. Um ein breites Anwendungsspektrum der LUHMES zu erlauben, wurde für genetische Manipulationen der Zellen ein lentivirales System optimiert, das durch seine Kassettenstruktur eine hohe Flexibilität gewährleistet. Mit Hilfe diese Systems wurden LUHMES Subklone generiert, die z.B. das in der Parkinson Erkrankung wichtige Protein Alpha Synuclein, oder in Mitochondrien lokalisiertes Fluoreszenzprotein überexprimieren, mit dessen Hilfe z.B. die Bewegung von Mitochondrien in den Neuriten lebender Zellen verfolgt werden kann. Eine grundlegende Anforderung an das LUHMES Modell bestand von Beginn an darin, die wesentlichen pathophysiologischen Prozesse, die aus in vivo Untersuchungen bekannt sind, widerzuspiegeln. Damit kommt dem chemischen Auslöser, welcher experimentell zur Induktion der Neurodegeneration verwendet wird, besondere Bedeutung zu. Im Tiermodell hat sich MPTP als geeigneter Giftstoff etabliert, welcher diese Kriterien erfüllt. MPTP wird in Astrozyten in die aktive Form MPP+ umgewandelt. Um realitätsnahe Bedingungen in Bezug auf die MPTP Umwandlung zu erlauben und gleichzeitig die komplexen Interaktionen zwischen Nervenzellen und Gliazellen in einem <em>in vitro</em> Modell zu integrieren, wurde ein Co-Kultur Modell aus LUHMES und Astrozyten entwickelt. Während die Behandlung von reinen LUHMES Kulturen mit MPTP keinen Effekt zeigte, kann in der Co-Kultur mit Astrozyten eine Degeneration der LUHMES nach MPTP Gabe beobachtet werden. Die MPTP Umwandlung findet in Astrozyten interessanterweise im Zytosol statt, verursacht hier aber keine nennenswerte Schädigung. Obwohl diese Beobachtung schon lange bekannt und das MPTP Modell weit verbreitet ist, konnte hierfür bisher keine überzeugende Erklärung gefunden werden. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurde gezeigt, dass der Export der MPTP Metabolite über eine instabile Zwischenstufe abläuft, die im Gegensatz zum Endprodukt MPP+ keine Ladung trägt und somit ohne Hilfe von Transportern passiv die Zellmembran überqueren kann. Es konnte ferner gezeigt werden, dass die Bedingungen im extrazellulären Milieu (pH, O2-Partialdruck, eisenhaltige Proteine) die nichtenzymatische Umsetzung des Zwischenproduktes in MPP+ fördern. Sie begünstigen die extrazelluläre Bildung von MPP+ im Gehirn, welches dann über den Dopamintransporter in dopaminerge Neuronen aufgenommen wird und zu deren selektiver Degeneration führt.

[1] Schildknecht S, Pöltl D, Nagel DM, Matt F, Scholz D, Lotharius J, Schmieg N, Salvo-Vargas A, Leist M. (2009).
Requirement of a dopaminergic neuronal phenotype for toxicity of low concentrations of 1-methyl-4-phenylpyridinium to human cells.
Toxicol Appl Pharmacol. 241(1):23-35.

[2] Scholz D, Pöltl D, Genewsky A, Weng M, Waldmann T, Schildknecht S, Leist M. (2011).
Rapid, complete and large-scale generation of post-mitotic neurons from the human LUHMES cell line.
J Neurochem. 119(5):957-71.

[3] Schildknecht S, Pape R, Müller N, Robotta M, Marquardt A, Bürkle A, Drescher M, Leist M. (2011).
Neuroprotection by minocycline caused by direct and specific scavenging of peroxynitrite.
J Biol Chem. 286(7):4991-5002.

[4] Schildknecht S, Karreman C, Pöltl D, Efremova L, Kullmann C, Gutbier S, Krug A, Scholz D, Gerding H, Leist M, Schildknecht S. (2013).
Generation of genetically-modified human differentiated cells for toxicological tests and the study of neurodegenerative diseases.
ALTEX. 30(4):427-444.

Zusammenfassung

Stellenangebote

Interessante Stellenangebote finden Sie unter folgendem Link: www.toxikologie.de/...

Kommentieren Sie die vorläufigen Ergebnisse von Priscus 2.0

Sie können die Ergebnisse der Delphi-Befragung einsehen: PIMs, nicht-PIMs und Wirkstoffe, die nicht eindeutig bewertet werden konnten. Bis zum 04.04.2021 steht Ihnen ein Kontaktformular für Rückmeldungen zur Verfügung.

Für weitere Informationen nutzen Sie bitte den folgenden Link: www.priscus2-0.de/...

GT AK Inhalationstoxikologie:

Fasern aus Einwegmasken weitgehend unbedenklich - Infektionsschutz überwiegt mögliche Risiken bei weitem.

www.zdf.de/...

100 Jahre DGPT

Broschüre zum 100 Jährigen Bestehen der DPGT

100Jahre-DGPT.pdf

DFG: Neues toxikologisches Graduiertenkolleg an der HHU

Wie antworten menschliche Stammzellen und Vorläuferzellen mit Stammzelleigenschaften auf Schäden durch chemische Stoffe, die Änderungen im genetischen Material auslösen? Diese Frage erforscht das Graduiertenkolleg (GRK) „Einfluss von Genotoxinen auf die Differenzierungseffizienz muriner und humaner Stamm- und Progenitorzellen sowie die Funktionalität von daraus abgeleiteten differenzierten Zelltypen".

Pressemitteilung

Graduiertenkollegs 2578

IfADo liefert wegweisende Einblicke in die Funktionsweise der Leber

Mitteilung zur Veröffetnlichung Vartak, N. et al.: Intravital dynamic and correlative imaging reveals diffusion-dominated canalicular and flow-augmented ductular bile flux. Hepatology 2020. doi: 10.1002/hep.31422.

PM_Leberfunktionen.pdf

Übersichtsstudie zu gesundheitlichen Risiken des Frackings

PM_Fracking.pdf

Poster der GT auf der SOT-Tagung 2020

Society of Toxicology 59th Annual Meeting and ToxExpo, March 15–19, 2020, at Anaheim Convention Center, Anaheim, California, United States of America.
Poster

Toxikologie - 4. völlig neu bearbeitete Auflage

Dieses Standardwerk gibt kompetent und umfassend Antworten auf die wichtigen toxikologischen Fragen unserer Zeit.

Die vorliegende Auflage wurde vollständig neu gestaltet und aktualisiert, einige Kapitel wurden komplett neu geschrieben.

Das Buch ist unentbehrlich für alle, die wissenschaftlich fundierte, objektive Antworten in allen Bereichen der Toxikologie und des Umwelt- und Verbraucherschutzes geben wollen. Es liefert eine breite wissenschaftliche Basis für den Berufsalltag in Klinik, Forschung, Wirtschaft und Politik sowie für die Aus- und Weiterbildung.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.deutscher-apotheker-verlag.de

Neues Bulletin zur Arzneimittelsicherheit erschienen (Ausgabe 1/2020)

Informationen aus BfArM und PEI

Prävention und Management immunologischer Nebenwirkungen bei innovativen Therapieansätzen

im Rahmen des 4th German Pharm-Tox Summits in Stuttgart.

Zusammenfassung des Symposiums als PDF

Stellungnahme der Beratungskommission

Der aktuelle NO2-Grenzwert, im Zusammenhang mit Fahrverboten, ist wissenschaftlich plausibel.

Weitere Informationen finden Sie unter www.toxikologie.de/...

Positionspapier des Arbeitskreises zum Humanbiomonitoring


Humanbiomonitoring.pdf