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Projekt
Quantifizierung der Freisetzung und Aktivität der Signalfaktoren BMP-2, TGF-ß3, Smad8 L+MH2
Antragstellerinnen
Professorin Dr. Heike Bunjes; Professorin Dr. Andrea Hoffmann
Fachliche Zuordnung
Biomaterialien
Pharmazie
Zellbiologie
Pharmazie
Zellbiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251503496
Das Teilprojekt 6 befasst sich mit dem Nachweis der erfolgreichen räumlichen Gradierung der in das Implantat zwecks Induktion einer Differenzierung eingebrachten Wachstumsfaktoren und der zeitlichen Kontrolle über deren Freisetzung. Außerdem soll der Erhalt der Proteinaktivität während der Verarbeitung und Freisetzung überprüft werden. Dazu werden geeignete Methoden etabliert, die eine zuverlässige Bestimmung der Menge und Aktivität der Wachstumsfaktoren in relevanten Medien ermöglichen. Hierzu werden Protein-Elektrophoresen (denaturierend und auch nativ) in Kombination mit Western Blots für einen schnellen und preiswerten semiquantitativen Nachweis der Proteinmenge sowie eine Kontrolle auf molekulare Integrität (insbesondere Degradation) sowie Aggregation der freigesetzten Proteine eingesetzt. Vorrangig im Hinblick auf eine Visualisierung werden Untersuchungen mit fluoreszenzmarkierten Proteinen durchgeführt. Weiterführende quantitative Analysen der Proteinmenge erfolgen mittels enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) und der neu zu entwickelnden Methode Selected Reaction Monitoring. Über Reportertests (Promotorelemente von Zielgenen des TGF-β/BMP-Signalwegs) und Differenzierungsanalysen (Genexpression) von humanen mesenchymalen Stammzellen ist ein Rückschluss auf die biologische Aktivität der Proteine möglich. Weiterhin wird untersucht, inwieweit Lagerung und Transport die Ergebnisse verändern, Medienzusätze wie Tenside oder Fremdproteine die Analysen stören und ob es Kreuzreaktionen zwischen den Zielproteinen gibt.Es werden geeignete Aufbauten und Medien für Freisetzungsuntersuchungen an den gradierten Implantaten und ihren Komponenten entwickelt und bezüglich ihrer Aussagekraft sowohl hinsichtlich einer Qualitätskontrolle als auch im Hinblick auf die spätere in-vivo-Anwendung optimiert. Neben der Verwendung flüssiger Freisetzungsmedien soll auch mit Hydrogelen als Akzeptormedium für die Freisetzung gearbeitet werden. In diesem Zuge wird die Nutzung der Mikrodialyse und/oder open flow microperfusion zur Erfassung freigesetzter Faktoren evaluiert und am Design spezieller Freisetzungszellen gearbeitet. Mit diesen Methoden werden an den aus TP5 erhaltenen Freisetzungssystemen und gradierten Implantaten Untersuchungen zur Freisetzung der Wachstumsfaktoren sowie zu deren Aktivität durchgeführt, um die Freisetzungssysteme darauf aufbauend weiterentwickeln zu können. Gemeinsam mit TP5 wird die Möglichkeit der Verwendung gezielt erzeugter Aggregate von BMP-2 als Depot auf den Fasermatten eruiert. In der zweiten Förderphase wird ein besonderer Schwerpunkt auf der Untersuchung der Korrelation zwischen der Freisetzung in vitro und in vivo liegen (IVIVC). Zudem erarbeitet das Teilprojekt gemeinsam mit anderen Teilprojekten Konzepte für die Erzeugung eines sterilen Implantats.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
