Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuen in vitro-Ansatzes zur Untersuchung der Parkinson Erkrankung mittels patientenspezifischer Zellen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS), die in einem neuartigen 3D Hydrogel-Microfluid-Kultursystem zur Ausbildung von Mittelhirn-Organoiden kultiviert werden. Die "Organ-on-a-chip"-Technologie hat das vielversprechende Potenzial die in vitro/in vivo-Lücke zu überbrücken, indem sie im 3D Kultursystem nahezu native Gewebebedingungen für die Zellen bietet und ist somit als ein sehr bedeutender Fortschritt für die Diagnostik und Therapie anzusehen. Zurzeit hält das Konsortium 5 hiPSC Linien von Gesunden und 5 Zelllinien von Parkinson-Patienten mit der LRRK2 Mutation p.Gly2019Ser und deren isogene Kontrollen vor. Für das neuartige Organoiden-3D-Kultursystem werden weitere iPSC-Linien aus Parkinsonpatienten mit einer krankheitsauslösenden Mutation in Parkin (3 Patienten: Compound-Heterozygotie [exon2 del];[c.1083+1insG (Intron 9)]), DJ-1 (2 Patienten: homozygot. p.Val8Glufs*6 und homozygot. p.Pro158del), FBXO7 (2 Patienten: (homozygot. p.Arg498Stop und Compound-Heterozygotie [p.Thr22Met];[IVS7 +1 G/T] )(Di Fonzo et al, 2009)), SYNJ1 (2 Patienten: (hom. p.Arg258Gln) (Quadri et al, 2013), und SNCA (2 Patienten: (SNCA locus triplication)(Olgiati et al., 2015)) verwendet. Fibroblasten der Parkinsonpatienten werden nicht-integrativ im mRNA/miRNA Ansatz reprogrammiert und für die genetischen Parkinson-Erkrankungen werden isogene Kontrollzelllinien mittels CRISPR/Cas9 System (Wang et al., 2014) etabliert. Wenigstens 2 Klone/Patient, die den Standard-Qualitätstest (endogene Expression von Pluripotenzfaktoren, Nichtnachweisbarkeit der transfizierten mRNAs/miRNAs, Test auf chromosomale Abweichungen, Analyse des epigenetischen Status, Fähigkeit zur Differenzierung in alle 3 Keimblätter) erfolgreich durchlaufen haben, werden zur Etablierung 3D Hydrogel-Microfluid-Kultursysteme herangezogen.