Universität zu Köln

Münchhalfen, Lisa Melanie ORCID: 0009-0001-3737-9750 (2026). Magnetic targeting and exploration of novel technologies to treat cardiac diseases. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The relatively new field of regenerative medicine holds unforeseen possibilities of stem cell-based replacement therapies for the future. Two main trends in application are emerging: firstly, individualized treatment with autologous in-vitro grown cells and tissues, and secondly, the search for a universal donor cell, a cell that is immune-compatible to all recipients, for allogenic transplantation. Individual therapies with autologous cells are time- and cost-intensive, but issues upon transplantation, such as immunoreactivity, are minimized, one of the main issues of allogenic transplantation approaches. Specific surface markers, expressed on all cell types, mediate immune reaction and ultimately the dissociation of the cell-graft or transplant, when they are mismatched between donor and recipient. A common solution for this issue is the search and banking of cells with homologous surface markers in so-called haplobanks. Cells with homologous surface markers do not fit all, but many graft recipients. Simultaneously, genetic engineering methods allowed the modification of the cell´s surface proteins to not be detected by the immune system at all. In this work, we propose the genetic modification of a human induced pluripotent stem cell line to evade the immune system of an animal host. Xenotransplantation for basic research plays a vital role in further developing stem cell-based therapies. At the same time, we want to make efforts to overcome the issue of engraftment upon stem cell-based transplantation. Stem cell transplantation suffers from very low engraftment rates and we propose magnetically labeling and targeting of cells as a strategy to retain transplanted cells at the injection site. Here, we introduce two methods for magnetically labeling cells.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Das relativ junge Gebiet der regenerativen Medizin birgt ungeahnte Möglichkeiten für stammzellbasierte Therapien der Zukunft. Zwei Hauptanwendungstrends zeichnen sich ab: Erstens die individualisierte Behandlung mit autologen, in vitro gezüchteten Zellen und Geweben und zweitens die Suche nach einer universellen Spenderzelle – einer Zelle, die für alle Empfänger geeignet ist – für die allogene Transplantation. Individuelle Therapien mit autologen Zellen sind zwar zeit- und kostenintensiv, minimieren aber Probleme bei der Transplantation, wie beispielsweise Immunreaktionen – eines der Hauptprobleme allogener Transplantationsansätze. Spezifische Oberflächenmarker, die auf allen Zelltypen exprimiert werden, vermitteln Immunreaktionen und letztendlich die Dissoziation des Zelltransplantats, wenn die Marker von Spender und Empfänger nicht übereinstimmen. Eine gängige Lösung für dieses Problem ist die Suche und Lagerung von Zellen mit homologen Oberflächenmarkern in sogenannten Haplobanken. Zellen mit homologen Oberflächenmarkern passen zwar nicht zu allen, aber zu vielen Empfängern. Gleichzeitig ermöglichen gentechnische Methoden die Modifizierung der Zelloberflächen, sodass diese vom Immunsystem nicht mehr erkannt werden. In dieser Arbeit schlagen wir die genetische Modifikation einer menschlichen induzierten pluripotenten Stammzelllinie vor, um das Immunsystem eines tierischen Wirts zu umgehen. Xenotransplantationen spielen in der Grundlagenforschung eine entscheidende Rolle für die Weiterentwicklung stammzellbasierter Therapien. Gleichzeitig wollen wir die Probleme des zellulären Verbleibs bei Stammzelltransplantationen lösen. Stammzelltransplantationen weisen eine sehr niedrige Anwachsrate auf. Daher schlagen wir die magnetische Markierung von Zellen vor, um transplantierte Zellen an der Injektionsstelle zu halten. Hier werden zwei Methoden der magnetischen Markierung vorgestellt. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Münchhalfen, Lisa Melanie lisamuenchhalfen@gmail.com https://orcid.org/0009-0001-3737-9750 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-803329
Date:	2026
Language:	English
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Physiologie und Pathophysiologie > Institut für Neurophysiologie
Subjects:	Life sciences Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language hiPSCs English Hypoimmungenic English CRISPR/Cas9 English
Date of oral exam:	28 April 2026
Referee:	Name Academic Title Wodarz, Andreas Prof. Dr. Vilchez, David Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80332