Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Zellbiologie

Betreuer: Prof. Dr. Dieter G. Weiss



Dipl. Chem. Weiwei Wang
(e-mail: weiwei.wang@med.uni-rostock.de )

Polymer mediated gene delivery for adult stem cell therapy

In present dissertation, polymer mediated gene delivery was studied and utilized in adult stem cell therapy. We transfected human mesenchymal stem cells (MSCs) with polyethylenimine (PEI) mediated gene delivery, and we found that the gene expression level could be significantly enhanced by PEI to a clinical meaningful level. We investigated the therapeutic effect of matrigel on cardiac regeneration after myocardial infarction (MI) in rat model, and we found that intracardiac injection of matrigel could recruit stem cells to the infarcted heart and improve heart functions. We delivered antisense oligonucleotide into tumor cells using non-viral gene delivery method, and we found that the tumor cell growth could be effectively inhibited both in vitro and in vivo. We developed a novel gene transfer technique called gene activated substrate (GAS), which allows localized gene delivery, sustained gene release, high transfection efficiency, low cytotoxicity and high potential for stem cell recruitment.

In der vorliegenden Arbeit wurde der polymervermittelte Gentransfer untersucht und bei humanen adulten Stammzellen eingesetzt. Durch Polyethylenimin (PEI)-vermittelten Gentransfer konnte eine signifikante Steigerung der Genexpression humaner mesenchymaler Stammzellen bis auf ein klinisch bedeutsames Niveau erreicht werden. Die Untersuchung des therapeutischen Effekts von Matrigel auf die Herzregeneration nach Myokardinfarkt (MI) in einem Rattenmodell zeigte, dass intrakardiale Injektion von Matrigel Stammzellen in das infarzierte Herz rekrutieren und die Herzfunktion verbessern konnte. Durch nonviralen Gentransfer in Tumorzellen eingebrachte Antisense-Oligonukleotide bewirkten eine effektive Inhibition des Tumorwachstums sowohl in vitro als auch in vivo. Gegenstand der Arbeit war weiterhin die Entwicklung einer neuartigen Gentransfer-Technik, das sogenannte Genaktivierte Substrat (GAS), welches einen lokalisierten Gentransfer bei anhaltender Wirkstofffreisetzung, hoher Tra nsfektionseffizienz und niedriger Zytotoxizität ermöglicht und damit großes Potential für die Stammzellrekrutierung besitzt.