Cellular effects of repeated cyclic stretching on humanpatellar tendon fibroblasts

• Applicant: Professor Dr. Ulrich Bosch
• Subject Area: Medicine
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5218884

Die lokale Dehnung von Geweben bzw. Zellen ist der zentrale mechanische Stimulus für eine Reihe von zellulären Reaktionen, die für die Adaptation von Geweben an unterschiedliche Belastungen und für den Heilungsprozess von Bedeutung sind. Eigene Experimente mit humanen Sehnenfibroblasten haben gezeigt, dass die einmalige Applikation von zyklischer mechanischer Dehnung, je nach Stressdauer, unterschiedliche Auswirkungen auf die Zellproliferation, Apoptose, Kollagensynthese und Expression von Hitzeschock-Proteinen hat. Welchen Einfluss repetitive, zyklische mechanische Dehnung auf diese Zellfunktionen hat, ist zur Zeit nicht bekannt. Die Bedeutung der Hitzeschock-Proteine für die Regulation dieser Zellfunktionen und die Ausbildung einer Stresstolerenz ist ebenfalls unklar. Das Ziel des Forschungsprojekts sind daher Untersuchungen zum Einfluss von definierter, repetitiver, zyklischer Dehnung auf die Proliferation, Apoptose, Expression der Matrixproteine Kollagen Typ I, III und Fibronektin, Sekretion von IL-6, TGFb und FGF sowie die Expression von HSP 72 von humanen Fibroblasten aus dem Stütz- und Bewegungsapparat. Variiert werden die Dauer und Anzahl der Stresszyklen. Es wird angenommen, dass wiederholte, dosierte zyklische mechanische Dehnung zu einer Adaptation (Stresstoleranz) führt und sich die negativen Effekte nach einmaliger Stressapplikation reduzieren lassen. Das Verständnis der biologischen Grundlagen von zellulären Streßreaktionen kann somit die Basis für die Optimierung von Heilungsvorgängen im Binde- und Stützgewebe des Bewegungsapparates sein und eine wesentliche Grundlage für das "Tissue Engineering" von Binde- und Stützgeweben darstellen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Martijn van Griensven, Ph.D.; Privatdozent Dr. Michael Skutek; Professor Dr. Johannes Zeichen