Forschungsschwerpunkte

Untersuchung adulter mesenchymaler Stammzellen, deren Differenzierung in vitro zu Chondrozyten und Osteoblasten und deren m?gliche Anwendung für das Tissue-engineering.

Die Reparatur artikul?rer Knorpeldefekte, verursacht durch Trauma oder Krankheit wie Osteoarthrose oder Osteochondrosis dissecans, erfolgt nur in unzul?nglich geringem Ma?e. Es ist ein bekanntes Ph?nomen, das eine chondrale L?sion, die auf das Knorpelgewebe beschr?nkt bleibt, niemals spontan ausheilt.
Wenn jedoch eine osteochondrale L?sion (Defekt bezieht den unterliegenden Knochen ein) vorliegt, kann eine limitierte Reparatur mit Hilfe von Knochenmarksvorl?uferzellen erfolgen. Im Allgemeinen wird in diesem Fall jedoch der Gelenkknorpel durch weniger geeigneten, kurzlebigen Faserknorpel ersetzt.

Folgende Behandlungsstrategien artikul?rer Knorpeldefekte werden gegenw?rtig genutzt: Mikrofrakturtechniken, chondroplastische Abrasionen, subchondrale Bohrungen, perichondriale und osteochondrale Autotransplantate und die autologe Chondrozytentransplantation.
Um diese stark invasiven Techniken zu vermeiden und zu ersetzen, gibt es verschiedene Ans?tze alternativer Therapien, die sich zurzeit im experimentellen Stadium befinden. Dazu geh?ren die Implantation von biokompatiblen Matrices (bestehend aus Agarose, Kollagenhaltigen Gelen oder -Schw?mmen, Hyalurons?ure, Polylactat oder Polyglycolat) allein oder in Kombination mit Chondrozyten oder Wachstumsfaktoren (z.B. IGF, TGF-?).

AP-Immunhistologie der Gelenksoberfl?chen (rechts und links) einer Maustibia mit Meniscus (Mitte)

Immunfluoreszens von Ratten MSCs mit einem Antik?rper gegen CD 68

Die Differenzierung von adulten mesenchymalen Stammzellen (MSCs) zu Zellen der chondrogenen Linie würde neue potente therapeutische M?glichkeiten der Behebung artikul?rer Knorpeldefekte er?ffnen. MSCs sind pluripotente Zellen mit der F?higkeit in eine Vielzahl von Zelllinien mit bestimmten mesenchymalen Ph?notypen zu differenzieren. Unter definierten Kulturbedingungen und in der Gegenwart spezifischer Wachstumsfaktoren, k?nnen MSCs in Zellen mesenchymaler Gewebe wie Knochen, Knorpel, Sehnen, Muskeln, Knochenmarksstroma, Fett, Dermis und andere Bindegewebe differenzieren. MSCs k?nnen aus Knochenmarksaspiraten des Beckenkamms oder anderen markhaltigen Knochen gewonnen und in Zellkultur in undifferenziertem Stadium effektiv und problemlos prolifieriert werden.

Immunfluoreszens-F?rbung von Chondrozyten

Unser Forschungsinteresse liegt in der detaillierten Charakterisierung der molekularen Mechanismen der Knorpel- und Knochendegeneration sowie von Differenzierungs- und Dedifferenzierungsvorg?ngen in Chondrozyten. Langfristiges Ziel dieser Untersuchungen ist die klinische Anwendung der Methoden und Ergebnisse für das Tissue- Engineering von Knorpel- und Knochengewebe.

Die extrazellul?re Matrix: Koordination und Organisation von Gewebestruktur und Zellfunktion.

Um den Aufbau und die Organisation von Geweben zu verstehen, ist es notwendig die Struktur und Funktion ihrer molekularen Komponenten zu kennen. Dabei spielt die extrazellul?re Matrix (ECM) als station?re, dreidimensionale Umgebung eine essentielle Rolle. Sie verbindet und grenzt Zellen voneinander ab, definiert deren Lebensraum und erm?glicht so erst die Bildung und die Funktion von Gewebskompartimenten und Organen. Die extrazellul?re Matrix besteht aus gewebsspezifisch integrierten Netzwerken struktureller Makromoleküle. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e Makromoleküle setzten sich zusammen zu Fasern, Fibrillen, Filamenten und Netzwerken, deren Vielfalt auf der Kombination einer begrenzten Gesamtzahl molekularer Einzelkomponenten beruht. Die Prinzipien der h?heren Ebenen der ECM-Organisation bis hin zu Gewebestrukturen sind noch kaum bekannt. Dementsprechend wenig erforscht ist die Bedeutung von integrierten ECM-Netzwerken für zellul?re Funktionen, wie Genexpression, Rezeptorfunktionen, Adh?sion, Migration, sowie Endozytose. In diesem Zusammenhang besch?ftigen wir uns mit der biochemischen, immunhistologischen und molekularbiologischen Charakterisierung einzelner Komponenten unterschiedlicher extrazellul?rer Matrices, besonders mit bestimmten Mitgliedern der gro?en Kollagenfamilie (Kollagen IX, XVI).

Azan-F?rbung eines Frakturkallus von einer Maustibia.
Rot angef?rbt sind Zellen des Knochenmarks und die Zellkerne des Kallusgewebes

Die Untersuchung molekularer Mechanismen beim Heilungsprozess definierter Tibiafrakturen am transgenen Mausmodell soll dazu beitragen, die Funktion dieser Strukurkomponenten beim Aufbau und der Organisation der extrazellul?ren Matrix des Skelettsystems zu verstehen. Es werden hierfür Mauslinien verwendet, die durch genetischen Knockout entweder kein Kollagen IX, XVI, Decorin oder Biglycan mehr produzieren, mit der Absicht, deren Funktion und Bedeutung bei der Neubildung skelettaler Gewebe zu bestimmen.

In situ Hybridisierung von neugeborenen Maustibiae mit Sonden für Collagen II (oben) und X (unten)