GRK 2901:  Systemische und lokale Reaktionen bei Unverträglichkeit gegenüber Biomaterialien für Gelenk- und Hautläsionen

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Grundlagen der Biologie und Medizin ; Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501988175

Biomaterialien dienen dem temporären oder dauerhaften Ersatz von Gewebestrukturen, bei denen irreversible Schädigungen oder Funktionseinschränkungen vorliegen. Biomaterialien werden in der Orthopädischen Chirurgie z. B. für den künstlichen Gelenkersatz und in der Dermatologie als Wundauflagen zur Behandlung chronischer Wunden eingesetzt. Sowohl der Einheilungsprozess von Biomaterialien im Knochen als auch die Wundheilung sind durch Entzündungs-, Proliferations- und Umbauphasen gekennzeichnet, die sich durch zelltypspezifische intra- und extrazelluläre Signalwege auszeichnen. Idealerweise sollten nach dem Einbringen des Biomaterials die Reaktionen selbstlimitierend sein. Andernfalls deutet dies auf eine Biomaterialunverträglichkeit hin, welche in eine chronischen Fremdkörperreaktion münden kann. Zusätzlich können Degradationsprodukte aus den Biomaterialien die Fremdkörperreaktionen weiter verstärken. Die Aktivierung von Immunzellen und anderen Zelltypen geht mit einer Freisetzung entzündlicher Zytokine und Chemokine einher, welche nicht nur lokal, sondern auch systemisch zur entzündlichen Reaktion führen können. Das GRK SYLOBIO möchte die Hypothese überprüfen, ob die systemische Reaktion auf Biomaterialien entweder durch biologische Faktoren aus der Implantatumgebung getriggert wird oder ob die systemische Exposition mit Degradationsprodukten zur Entzündung in implantatfernen Organen/Geweben führt. Um die Komplexität der materialinduzierten Entzündung und die patientenspezifische Diversität der Gewebereaktion zu identifizieren, ist für die detaillierte Analyse der systemischen und lokalen Wirkmechanismen ein multidisziplinärer Ansatz erforderlich. Diese werden in drei interdisziplinär ausgerichteten Forschungsfeldern: a) Entzündung, b) Systemische Interaktionen und c) Regeneration betrachtet. Im epidemiologischen sowie systembiologischen Querschnittsbereich sollen die erzielten In-vitro-, In-vivo- und In-silico-Erkenntnisse systematisch in einem Netzwerkmodell zusammengeführt werden. Das erstellte Modell wird einen entscheidenden Beitrag zur Aufklärung der Biomaterial(un)verträglichkeit leisten und neue Perspektiven für die zukünftige Entwicklung von Biomaterialen und entzündungsmodulierender Behandlungsansätze schaffen. Das GRK SYLOBIO bietet die Gelegenheit, junge, vielversprechende Forscherinnen und Forscher in einer attraktiven Forschungsumgebung aus verschiedenen medizinischen Teildisziplinen, Natur- und Materialwissenschaften sowie der Bioinformatik zu ihrer Promotion zu führen. In diesem interdisziplinären Umfeld werden die Promovierenden ihre Forschung betreiben und ein auf ihre Bedürfnisse angepasstes Qualifizierungsprogramm absolvieren. Damit erlangen die Promovierenden eine hochgradig interdisziplinäre Ausbildung mit umfassenden Methodenkompetenzen, eine exzellente Fachexpertise in den beteiligten Forschungseinrichtungen und somit hervorragende Voraussetzungen für eine erfolgreiche inner- und außeruniversitäre Karriere.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Mitantragstellende Institution: Universität Greifswald
• Sprecher: Professor Dr. Rainer Bader
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Barbara Bröker; Professor Dr. Robert David; Professor Dr. Steffen Emmert; Privatdozent Dr. Tomas Fiedler; Professor Dr.-Ing. Niels Grabow; Professor Dr. Andreas Hermann; Privatdozentin Dr. Birte Holtfreter; Privatdozentin Dr. Anika Jonitz-Heincke; Professorin Dr. Brigitte Müller-Hilke; Privatdozentin Dr. Kirsten Peters; Professor Dr. Olaf Wolkenhauer