Die Rolle der Makrophagen migrationsinhibierender Faktor (MIF)-Proteinfamilie in Wundheilung und Übergewicht

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Bernhagen; Privatdozent Dr. Bong-Sung Kim
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394654802

• Erstellungsjahr: 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die kutane Wundheilung stellt einen komplexen physiologischen Prozess dar, bei dem die geschädigte Haut sukzessive wiederhergestellt wird. Zwar sind kleine Wunden bei gesunden Personen in den meisten Fällen unproblematisch, doch können komplexe Wunden, bei denen essentielle Strukturen freiliegen oder Wunden bei Patienten mit schwerwiegenden Grunderkrankungen bedrohlich sein. In den letzten Jahren wurde ein drastischer Anstieg der Fettleibigkeit beobachtet, die auch ein bekannter Risikofaktor für Typ-2-Diabetes mellitus ist und das Gesundheitssystem weltweit vor Herausforderungen stellt. Die drei Faktoren Wundheilung, Fettleibigkeit und Diabetes sind zwar eng miteinander verknüpft, doch sind die zugrunde liegenden Faktoren und Mechanismen noch nicht vollständig entschlüsselt. Es wird angenommen, dass das Fettgewebe bei übergewichtigen Personen einem Zustand chronischer Entzündung unterliegt, der wiederum den Glukosestoffwechsel und die Wundheilung negativ verändert. Eine Gruppe von Proteinen, die in diesem Zusammenhang möglicherweise eine wichtige Rolle spielt, ist die Familie des Makrophagen-migrations inhibierenden Faktors, kurz MIF genannt. Das zuerst entdeckte Mitglied dieser Proteinfamilie, MIF oder MIF-1, ist ein seit langem bekanntes entzündungsförderndes Protein, wohingegen sein Schwesterprotein MIF-2 erst kürzlich charakterisiert wurde und offenbar eine ambivalente Rolle bei der Inflammation einnimmt. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass insbesondere das Protein MIF-2 der Fettgewebsinflammation entgegenwirkt und die kutane Wundheilung verbessern kann, während MIF-1 in entgegengesetzter Weise wirkt. Im vorliegenden Projekt wird ein tieferer Einblick auf beide Proteine im Kontext der kutanen Wundheilung, Fettleibigkeit und Entzündungen des Fettgewebes sowie auf Möglichkeiten der klinischen Umsetzung gewährt. Die Forschung wurde in Zusammenarbeit zwischen Grundlagenwissenschaftlern und Klinikern durchgeführt, um einen möglichst umfassenden Überblick über dieses komplexe, aber klinisch relevante Thema zu bieten.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Adipose-Derived Stem Cells in Bone Tissue Engineering: Useful Tools with New Applications. Stem Cells International, 2019, 1-18.
  Storti, Gabriele; Scioli, Maria Giovanna; Kim, Bong-Sung; Orlandi, Augusto & Cervelli, Valerio
  
• Differential regulation of macrophage activation by the MIF cytokine superfamily members MIF and MIF‐2 in adipose tissue during endotoxemia. The FASEB Journal, 34(3), 4219-4233.
  Kim, Bong‐Sung; Tilstam, Pathricia V.; Arnke, Kevin; Leng, Lin; Ruhl, Tim; Piecychna, Marta; Schulte, Wibke; Sauler, Maor; Frueh, Florian S.; Storti, Gabriele; Lindenblatt, Nicole; Giovanoli, Pietro; Pallua, Norbert; Bernhagen, Jürgen & Bucala, Richard
  
• Increased levels of VEGF-C and macrophage infiltration in lipedema patients without changes in lymphatic vascular morphology. Scientific Reports, 10(1).
  Felmerer, Gunther; Stylianaki, Aikaterini; Hollmén, Maija; Ströbel, Philipp; Stepniewski, Adam; Wang, Anna; Frueh, Florian S.; Kim, Bong-Sung; Giovanoli, Pietro; Lindenblatt, Nicole & Gousopoulos, Epameinondas
  
• Microfat and Lipoconcentrate for the Treatment of Facial Scars. Clinics in Plastic Surgery, 47(1), 139-145.
  Pallua, Norbert & Kim, Bong-Sung
  
• The Effect of Hyperbaric Oxygen Therapy on Human Adipose-Derived Stem Cells. Plastic & Reconstructive Surgery, 146(2), 309-320.
  Yoshinoya, Yuriko; Böcker, Arne H.; Ruhl, Tim; Siekmann, Ullrich; Pallua, Norbert; Beier, Justus P. & Kim, Bong-Sung
  
• The effect of the macrophage migration inhibitory factor (MIF) on excisional wound healing in vivo. Journal of Plastic Surgery and Hand Surgery, 54(3), 137-144.
  Kim, Bong-Sung; Breuer, Benjamin; Arnke, Kevin; Ruhl, Tim; Hofer, Tanja; Simons, David; Knobe, Matthias; Ganse, Bergita; Guidi, Marco; Beier, Justus P.; Fuchs, Paul C.; Pallua, Norbert; Bernhagen, Jürgen & Grieb, Gerrit
  
• Macrophage Migration Inhibitory Factor—An Innovative Indicator for Free Flap Ischemia after Microsurgical Reconstruction. Healthcare, 9(6), 616.
  Megas, Ioannis-Fivos; Simons, David; Kim, Bong-Sung; Stoppe, Christian; Piatkowski, Andrzej; Fikatas, Panagiotis; Fuchs, Paul Christian; Bastiaanse, Jacqueline; Pallua, Norbert; Bernhagen, Jürgen & Grieb, Gerrit
  
• Mesenchymal Stem Cells in Adipose Tissue and Extracellular Vesicles in Ovarian Cancer Patients: A Bridge toward Metastatic Diffusion or a New Therapeutic Opportunity?. Cells, 10(8), 2117.
  Storti, Gabriele; Scioli, Maria Giovanna; Kim, Bong-Sung; Terriaca, Sonia; Fiorelli, Elena; Orlandi, Augusto & Cervelli, Valerio
  
• The Role of Macrophage Migration Inhibitory Factor in Adipose-Derived Stem Cells Under Hypoxia. Frontiers in Physiology, 12.
  Hofmann, Elena; Soppert, Josefin; Ruhl, Tim; Gousopoulos, Epameinondas; Gerra, Simona; Storti, Gabriele; Tian, Yuan; Brandhofer, Markus; Schweizer, Riccardo; Song, Seung-Yong; Lindenblatt, Nicole; Pallua, Norbert; Bernhagen, Jürgen & Kim, Bong-Sung
  
• The Stem Cell Bubble: Time to Reconsider the Mesenchymal Stem Cell Terminology. Plastic & Reconstructive Surgery, 148(3), 523e-524e.
  Kim, Bong-Sung
  
• In Vivo Evaluation of Mechanically Processed Stromal Vascular Fraction in a Chamber Vascularized by an Arteriovenous Shunt. Pharmaceutics, 14(2), 417.
  Kim, Bong-Sung; Chen, Shih-Heng; Vasella, Mauro; Guidi, Marco; Gousopoulos, Epameinondas; Lindenblatt, Nicole & Kao, Huang-Kai
  
• Oral administration of megestrol acetate can increase fat graft survival in a rat model. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, 75(6), 1878-1885.
  Kim, Si Youn; Kook, Kwang Sik; Lee, Yong Seok; Kim, Bong Sung & Song, Seung Yong
  
• Arterial Embolism After Facial Fat Grafting: A Systematic Literature Review. Aesthetic Plastic Surgery, 47(6), 2771-2787.
  Moellhoff, Nicholas; Kuhlmann, Constanze; Frank, Konstantin; Kim, Bong-Sung; Conte, Francesco; Cotofana, Sebastian; Piccolo, Nelson S. & Pallua, Norbert
  
• Discussion: Adipose-Derived Stem Cell Extracellular Vesicles Improve Wound Closure and Angiogenesis in Diabetic Mice. Plastic & Reconstructive Surgery, 151(2), 343-344.
  Kim, Bong-Sung; Hwang, Soo-Seok & Kao, Huang-Kai
  
• Impact of a High-Fat Diet at a Young Age on Wound Healing in Mice. International Journal of Molecular Sciences, 24(24), 17299.
  Arnke, Kevin; Pfister, Pablo; Reid, Gregory; Vasella, Mauro; Ruhl, Tim; Seitz, Ann-Kathrin; Lindenblatt, Nicole; Cinelli, Paolo & Kim, Bong-Sung
  
• Involvement of the Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF) in Lipedema. Metabolites, 13(10), 1105.
  Vasella, Mauro; Wolf, Stefan; Francis, Eamon C.; Grieb, Gerrit; Pfister, Pablo; Reid, Gregory; Bernhagen, Jürgen; Lindenblatt, Nicole; Gousopoulos, Epameinondas & Kim, Bong-Sung
  
• Methacrylated Gelatin as a Scaffold for Mechanically Isolated Stromal Vascular Fraction for Cutaneous Wound Repair. International Journal of Molecular Sciences, 24(18), 13944.
  Vasella, Mauro; Arnke, Kevin; Dranseikiene, Dalia; Guzzi, Elia; Melega, Francesca; Reid, Gregory; Klein, Holger Jan; Schweizer, Riccardo; Tibbitt, Mark W. & Kim, Bong-Sung
  
• Outcome of Facial Burn Injuries Treated by a Nanofibrous Temporary Epidermal Layer. Journal of Clinical Medicine, 12(16), 5273.
  Vasella, Mauro; Cirebea, Jan; Gousopoulos, Epameinondas; Wang, Anna; Schweizer, Riccardo; Waldner, Matthias; Grieb, Gerrit; Buehler, Philipp; Plock, Jan Alexander & Kim, Bong-Sung
  
• The Combination of Mechanically Isolated Stromal Vascular Fraction and Fibrin Hydrogel: A Processing Protocol. Journal of Visualized Experiments(201).
  Pfister, Pablo; Reid, Gregory; Breckwoldt, Tabea; Vasella, Mauro; Seitz, Ann-Kathrin; Song, Seung Yong & Kim, Bong-Sung