Optische Reprogammierung von Stammzellen mit Sub-15 Femtosekunden-Laserpulsen

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Ultrakurze nahe infrarote Laserpulse im Sub-15 Femtosekunden (Sub-15fs) Bereich sollen mittels eines kompakten Scanning-Mikroskops zur Herstellung von transienten Sub-100nm-Nanoporen in Membranen erstmals für eine optische Reprogrammierung von Zellen und zur Zellselektion eingesetzt werden. Dabei soll durch optische Membran-Perforation muriner (Maus) und humaner Zellen eine viren-freie Einschleusung von multiplen zelltyp-spezifischen Genen ermöglicht werden, welche die Transformation der Zellen in induziert-pluripotente Stammzellen (IPS Zellen) oder proliferierende Kardiomyozyten (Herzmuskelzellen) (pKM) bewirken. IPS Zellen sind von großer Bedeutung für die Stammzellforschung und die Regenerative Medizin. Die Reprogrammierung terminal differenzierter, teilungsunfähiger Kardiomyozyten (Herzmuskelzellen) in einen proliferierenden Herzmuskel- Zellphänotyp durch Laser-Nanobearbeitung ist von großem Interesse für das Gebiet der kardiovaskulären Forschung. Überdies sollen mittels optical knock-out reine Zellkulturen (=optical cleaning) hergestellt werden, die keine unerwünschten Zellen enthalten. Die Antragsteller sind im Besitz des PCTPatents für die Transfektion von Zellen mittels Femtosekundenlaser und damit der Kerntechnologie für die in diesem Projekt zu realisierenden optischen Reprogrammierung von Zellen. Bei erfolgreichem Projektverlauf werden erstmals optisch reprogrammierte Zellen für die biomedizinische Nutzung vorliegen.