Eberli Gruppe

Das Tissue Engineering (TE) ist ein schnell wachsendes Forschungsgebiet der regenerativen Medizin. Ziel ist es, bei einer Erkankung neue Alternativen zum Spenderorgan zu schaffen. Das Prinzip des Tissue Engineering besteht aus der Isolierung von Zellen aus einer Biopsie und deren Vermehrung in Zellkultur. Danach werden die Zellen auf eine Matrix ausgesät, wo sie sich wieder zu einem Gewebskonstrukt formen können. Das neue Gewebe oder funktionelle Organ kann schliesslich wieder dem Patienten eingepflanzt werden.

Ein grosser Vorteil des TE ist die Behandlungsmöglichkeit unabhängig von knapp verfügbaren Spenderorganen. Da beim TE patienteneigene Zellen verwendet werden, kann auch eine mögliche Immunabwehr des transplantierten fremden Organs verhindert werden. Innerhalb unserer Forschungsgruppe untersuchen wir die Anwendung dieser personalisierten Medizin bei weiblicher Harninkontinenz (www.music2020.ch).

Einen zweiten Forschungsschwerpunkt unserer Arbeitsgruppe bilden die verbesserten Diagnose- und Therapieverfahren beim Prostatakrebs, der häufigsten Krebsart bei Männern in der Schweiz. Wir untersuchen wie sich die Inhibition zellulärer Autophagie-Prozesse in Kombination mit Hormontherapien auf den Krebs auswirken. Des Weiteren erforschen wir neue Verfahren zur verbesserten Diagnose des Prostatakrebses mithilfe von Magnetresonanztomographie (MRI) und PSMA-PET (Sichtbarmachung des Prostata-Spezifisches Membran-Antigens mithilfe von Positronen-Emissions-Tomographie). Ausserdem entwickeln wir mit der Liquid Biopsy («Flüssigbiopsie») eine neue Analyse-Methode, mit welcher wir von Prostatakrebszellen abgesonderte, blutbasierte extrazelluläre Vesikel nachweisen können. Dieses sensible Nachweisverfahren soll es erlauben, den aggressiven Krebs besser diagnostizieren und überwachen zu können.

Die Rolle der Autophagie bei der Differenzierung von Fettgewebe-Stammzellen für das Bioengineering von funktionellen glatten Muskelzellen

Functional smooth muscle cells differentiated from adipose derived stem cells: the importance autophagy

Beschreibung
As autologous smooth muscle cells (SMC) cannot be harvested from organs with end-stage disease and tissue regeneration requires large amounts of functional SMC, there is a need for other cell sources. Adipose derived stem cells (ADSC) are a suitable cell source for SM tissue engineering. We have shown that autophagy, a conserved lysosomal degradation pathway, is required for cell survival and differentiation of stem cells. Therefore, we are investigating the functional role of autophagy during differentiation and remodeling of ADSCs to SMC in vitro.

Projektleitung
Souzan Salemi, PhD
Prof. Dr. med. Daniel Eberli, PhD

Projektförderung
Helmut Horten Foundation and Niedermaier Stiftung

Projektstand
Auswertungsphase

Effect of myoastatin inhibitor on muscle regeneration

Die Rolle von Myostatin Inhibitoren bei der Regeneration von Muskelzellen

Beschreibung
Myostatin is a negative regulator of muscle growth and differentiation, which is also known as secreted growth differentiation factor (GDF8). Myostatin inhibitors are used in clinical trials as a therapy for muscle diseases. Therefore, the goal of our research is to improve the muscle cells quality and quantity by inhibiting myostatin with different inhibitors.

Projektleitung
Souzan Salemi, PhD
Prof. Dr. med. Daniel Eberli, PhD

Mitarbeiter
Sheryl Preda, Master student

Projektstand
Laufendes Projekt

Improvement of mitochondria im MPC derived from old donor by alteration of mitochondrial autophagy

Verbesserung der mitochondrialen Funktion durch Autophagie in Muslkestammzellen älterer Donoren

Beschreibung
Muscle precursor cell injection is currently envisioned as treatment option for stress urinary incontinence. Published research has shown optimal functional outcome in young female patients. However, incontinence is a disease of the elderly population. Reduced autophagy has been associated with accelerated aging and is a regulator of mitochondrial homeostasis. Mitochondrial dysfunction plays an important role in muscle diseases and age related muscle decline. The balance and coordination of mitophagy and mitochondrial biogenesis processes is critical for aging and longevity. Therefore, our research focuses on clinically applicable ways to alter mitochondrial utility for functional muscle.

Projektleitung
Souzan Salemi, PhD
Prof. Dr. med. Daniel Eberli, PhD

Projektstand
Anfangsphase

Tumorsupprimierende Wirkung von Abiraterone, ARN-509 und A Autophagie-Inhibitoren in Xenograft-Prostatakarzinom-Modellen

Antitumor effect of Abiraterone, ARN-509 and autophagy inhibition in a xenograft prostate cancer model

Beschreibung
Abiraterone acetate and apalutamide are approved treatments of advanced prostate cancer (PCa). Autophagy is linked to drug resistance in numerous types of cancers. We hypothesized, that upregulation of autophagy is one of the mechanisms by which PCa cells survive Abiraterone and Apalutamide anti-tumor treatments. Therefore, we evaluate the potential effect of these drugs in combination with autophagy inhibition in vivo.

Projektleitung
Souzan Salemi, PhD
PD Dr. med. Daniel Eberli, PhD

Projektmitarbeiter
Dr. med. Benedikt Kranzbühler
Dr. med. Lukas Prause

Projektförderung
Unrestricted Educational Grant, Janssen Pharmaceuticals
Stiftung zur Krebsbekämpung
Kurt und Senta Hermann Stiftung
Niedermayer Stiftung

Projektstand
Laufendes Projekt

	Single-step full thickness bladder substitute
Projektleitung PD Dr. med. Maya Horst, Kinderspital Zürich Projektstand Laufendes Projekt

Development of a liquid biopsy diagnostic for prostate cancer based on extracellular vesicles

Beschreibung
Extracellular vesicles (EVs) are continuously secreted by cancer cells into the blood. They contain molecular cargo specific to the cell of origin and, therefore, can serve as cancer-specific biomarkers for detection. We have discovered a number of proteins that are specific to prostate cancer EVs and are currently validating their utility as liquid biopsy targets in a retrospective cohort.

Projektleitung
Christopher Millan, PhD

Projektmitarbeiter
Dr. med. Lukas Prause
Natalie Hensky, Master student

Kooperationspartner
ProCOC Biobank (PD Dr. med. Cédric Poyet, PD Dr. med. Thomas Hermanns)

Projektförderung
Julius Müller Stiftung, Angela Reiffer Stiftung

Projektstand
Laufendes Projekt

3D cell culture model for discovery of cancer-specific biomarkers

Beschreibung
In preliminary work, we have characterized the use of polysaccharide-based biomaterials for culturing cancer cells in physiologically relevant 3D environments. Compared to standard 2D culture, cells cultured in 3D exhibit enrichment of known tumor associated antigens, resistance to conventional chemotherapeutics, and increased production of extracellular vesicles (EVs) – all hallmarks of later-stage cancers. In this project we utilize advanced –omics methods to screen the in vitro cancer models in order to identify novel cancer-specific biomarkers that can serve as targets for improved diagnostic tests.

Projektleitung
Christopher Millan, PhD

Projektmitarbeiter
Dr. med. Lukas Prause
Natalie Hensky, Master student

Kooperationspartner
Functional Genomics Center Zurich (FGCZ)

Projektförderung
Innosuisse, Sassella-Stiftung

Projektstand
Laufendes Projekt

Multiparametric analysis of prostate-specific extracellular vesicles by image guided flow-cytometry

Beschreibung
Extracellular vesicles (EVs) von Tumorzellen spielen eine bedeutende Rolle in der Kommunikation zwischen Tumorzellen, Metastasen und Tumor assoziierten Zellen. Prostatakarzinom EVs besitzen spezifische Kombinationen von Oberflächenproteinen (Integrine, Tetraspanine) anhand welcher diese identifiziert werden können. Aufgrund von uneinheitlichen Isolationsverfahren ist die Analyse von EVs in vielen Bereichen jedoch noch ungenügend sensitiv und neue Biomarker sind notwendig um die Prostatakarzinomdiagnostik durch EVs voranzubringen.

Mit modernster, bild-gestützter Durchflusszytometrie (Image Stream X Mk. II) haben wir eine Methode entwickelt um eine Vesicle-by-Vesicle Analyse auch ohne vorausgehender Isolation zu ermöglichen, um Tetraspanine und neue Biomarker auf EVs mit höchster Sensitivität zu identifizieren.

Ziel des Projektes ist es

mittels Image Stream X Cytometry prostatakarzinom spezifische Tetraspanin-Muster und neue Biomarker auf EVs zu identifizieren und
die Primär- und Rezidivdiagnostik des Prostatakarzinomes anhand von diesen Markern zu untersuchen.

Projektleitung
Dr. med. Lukas Prause
Prof. Dr. med Daniel Eberli, PhD

Projektmitarbeiter
Chrisopher Millan, PhD

Natalie Hensky, Master student

Kooperationspartner
Andre Görgens, PhD, Biomolecular Medicine, Karolinska Institutet, Schweden

Projektdauer
2019-2020

Projektstand
Laufendes Projekt

Erneuerung des Skelettmuskel-Stammzellreservoirs

Replenishment of the skeletal muscle stem cell pool

Elektromagnetische Muskelstimulierung zur Unterstützung von Stammzelltherapien in chronischer Muskelentzündung

The effect of NMES on chronic muscle regeneration with autologous cell

Beschreibung
Harninkontinenz beeinträchtigt die Lebensqualität der Betroffenen und führt zu enormen Kosten für die Gesundheitsversorgung. Aktuelle Therapieansätze basierend auf synthetischen Materialen haben nur limitierte Heilungschancen. Dank Stammzelltherapien, gibt es nun einen Therapieansatz um die Symptome langfristig zu behandeln. Die Qualität des neu erzeugten Gewebes ist ausschlaggebend für die biologisch richtige Funktionsweise. Neuromuskuläre elektromagnetische Stimuli ermöglichen es hierbei das Überleben der injizierten Stammzellen zu erhöhen.

Projektleitung
Daniel Keller, MSc
PD Dr. med. Daniel Eberli, PhD

Projektförderung
Departmental Funds

Projektstand
Planungsphase, Datenerhebung

Publikationen
Stölting, M. N. L., Haralampieva, D., Arnold, A.-S., Handschin, C., Sulser, T. Eberli, D. Magnetic stimulation improves efficiency of myoblast transplantation by stimulating nerve ingrowth, boosting muscular metabolism and supporting muscle regeneration (accepted)

Nicht-invasives Monitoring der Differenzierung von Skelettmuskelvorläuferzellen mittels Magnetresonanz-Bildgebung

Non-invasive monitoring of muscle precursor cell differentiation in vivo by magnetic resonance imaging

Beschreibung
Harninkontinenz beeinträchtigt die Lebensqualität der Betroffenen und führt zu enormen Kosten für die Gesundheitsversorgung. Aktuelle Therapieansätze basierend auf synthetischen Materialen haben nur limitierte Heilungschancen. Dank Stammzelltherapien, gibt es nun einen Therapieansatz um die Symptome langfristig zu behandeln. Um die Sicherheit einer solchen Behandlung zu gewährleisten, arbeiten wir an einer nicht-invasiven Methode um die Stammzelldifferenzierung und Geweberegeneration mittels Magnetresonanztomografie nachzuverfolgen.

Projektleitung
Daniel Keller, MSc
PD Dr. med. Daniel Eberli, PhD
PD Dr. med Andreas Boss, PhD

Projektförderung
Molecular Imaging Network Zurich

Projektstand
Datenerhebung

Publikationen
Chuck, N. C., Azzabi, F., Rottmar, M., Eberli, D., & Boss, A. (2015). MR Imaging Relaxometry Allows Noninvasive Characterization of in Vivo Differentiation of Muscle. Radiology, 1–10.
Rottmar, M. et al., Magnetization transfer (MT)-MRI characterizes in vivo myofiber formation of muscle precursor cells. (in preparation)

Inhaltstitel

Inhalt

Zell-angereichertes Hydrogel mit optimierter Freisetzung von NGF und VEGF zur Verbesserung der Innervation und Funktionalität des künstlichen Blasengewebes

Bladder tissue engineering: the role of NGF and VEGF in the reinnervation of a cell hydrogel supplement

Beschreibung
Children with congenital anomalies, such as bladder exstrophy often develop severe bladder dysfunction and kidney failure. The current gold standard therapy, a surgical enlargement of the bladder with intestinal tissue, provides some functional improvement, but is associated with significant long-term complications. We intend to determine an optimal cell source and a substitute for bladder regeneration with the ultimate goal to bioengineer contractile bladder tissue that can simulate the mechanical properties found in the native bladder. Further, we will evaluate a non-invasive model for bladder regeneration and the effect of growth factors on the neovascularization and neoinnervation of the bladder wall.

Projektleitung
PD Dr. med. Maya Horst, Kinderspital Zürich

Projekt Dauer
2014-2020

Projektförderung
Fromm Fellowship
Helumut Horten Stiftung
Departmental funds

Projektstand
Abschlussphase

Publikationen
Horst, M., Madduri, S., Milleret, V., Sulser, T., Gobet, R., & Eberli, D. (2013). A bilayered hybrid microfibrous PLGA--acellular matrix scaffold for hollow organ tissue engineering. Biomaterials, 34(5), 1537–45. doi:10.1016/j.biomaterials.2012.10.075

Horst, M., Milleret, V., Nötzli, S., Madduri, S., Sulser, T., Gobet, R., & Eberli, D. (2014). Increased porosity of electrospun hybrid scaffolds improved bladder tissue regeneration. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 102(7), 2116–24. doi:10.1002/jbm.a.34889

Sacchi, V., Mittermayr, R., Hartinger, J., Martino, M. M., Lorentz, K. M., Wolbank, S., … Banfi, A. (2014). Long-lasting fibrin matrices ensure stable and functional angiogenesis by highly tunable, sustained delivery of recombinant VEGF164. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(19), 6952–7. doi:10.1073/pnas.1404605111

Salemi, S., Tremp, M., Plock, J. a J. A., Andersson, K.-E. K.-E., Gobet, R., Sulser, T., & Eberli, D. (2015). Differentiated adipose-derived stem cells for bladder bioengineering. Scandinavian Journal of Urology, 1805, 1–8. doi:10.3109/21681805.2015.1004642