Das Projekt "Entwicklung eines BoNT Wirksamkeits-Assays an humanen synaptischen Netzwerken als Alternativmethode zum LD50 Maus Test mittels iPSC-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Neuro- und Sinnesphysiologie durchgeführt. Durch Reprogrammierung erzeugte humane induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) eröffnen neue Möglichkeiten der Entwicklung und Anwendung von in vitro differenzierten Zellkultursystemen. In diesem Projekt wird eine auf der iPSC-Technologie basierende Alternativ-Methode zum LD50-Maustest für die vorgeschriebene Wirksamkeitsprüfung von Botulinumneurotoxin (BoNT) Präparaten entwickelt. In vitro differenzierte menschliche Nervenzellen bilden die Grundlage für einen hochsensitiven und zuverlässigen Assay, der ein möglichst vollständiges replacement des LD50-Maustests ermöglichen soll. Die Kultivierung von aus humanen iPSC differenzierten Neuronen auf multi-electrode-arrays (MEAs) ermöglicht eine kontinuierliche elektrophysiologische Registrierung spontaner synaptischer Netzwerkaktivität. Nach einer pharmakologischen Charakterisierung wird durch Reduktion der extrazellulären Ca2+ Konzentration eine zur BoNT Wirkung vergleichbare Inhibition der synaptischen Funktion erzeugt, um die Sensitivität des Zellsystems zu testen. Mit diesem System werden dann die experimentellen Bedingungen für BoNT Dosis-Wirkungs-Kurven an funktionellen menschlichen Synapsen ermittelt. In einem zweiten Schritt werden die Ergebnisse aus dem MEA System auf ein Ca2+-Imaging-System mit wesentlich einfacherer Datenanalyse übertragen. Mit der Erstellung von BoNT Dosis-Wirkungs-Kurven mittels Ca2+-Imaging wird dann ein neues Alternativ-Verfahren zur Prüfung der BoNT Potenz in einem humanen System etabliert.