Einfluß der Hedgehog-Proteine auf die kartilaginäre Differenzierung adulter mesenchymaler Stammzellen in Bezug auf mögliche klinische Anwendungen

• Applicant: Dr. Jörg Josef Paul Warzecha
• Subject Area: Orthopaedics, Traumatology, Reconstructive Surgery
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5395041

Durch molekularbiologische Untersuchungen wurde besonders in den letzten Jahren viel Aufschluss auf dem Gebiet der Knorpelentwicklung sowohl im Embryo als auch während des Wachstums erlangt. Insbesondere Signalmoleküle aus der Gruppe der Hedgehogproteine scheinen eine zentrale Rolle bei frühen embryologischen Knorpelbildungen als auch bei der weiteren Differenzierung während der endochondralen Ossifikation zu spielen. Es gibt viele Hinweise dafür, dass die Expression von Sonic Hedgehog ursächlich für die Kondensierung mesenchymaler Vorläuferzellen und deren Verwandlung in stromabildende hyaline Knorpelzellen im embryonalen Somiten ist. Parallel zu diesen neuen Erkenntnissen erfuhr die Stammzellforschung einen großen Aufschwung, da das Potential der Differenzierungsmöglichkeit zu organischen reifen Geweben erkannt wurde. Insbesondere die Forschung an mesenchymalen adulten Knochenmarkzellen bot den Vorteil der einfachen Verfügbarkeit. Während bereits die Differenzierung zu zweidimensionalem knorpelartigem Gewebe in vitro vielfach demonstriert wurde, konnte ein klinisch nutzbarer dreidimensionaler Knorpel noch nicht erzeugt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit soll sein, mit Kombination von Sonic Protein und weiteren Wachstumsfaktoren wie Transforming growth factor beta und Retinalsäure auf Knochenmarksstammzellen in vitro ein dreidimensionales Knorpelwachstum zu erzeugen. Dies hätte großen potenziellen therapeutischen Nutzen in der Behandlung der Arthrose und böte gleichzeitig weiteren Einblick und somit neue Therapiestrategien in Entstehungsmechanismen bösartiger Knorpeltumore (Chondrosarkome). So könnte z. B. durch gezielte Ausschaltung von Tumorsupressorgenen in Knochenmarksstammzellen und Behandlung mit Hedgehogproteinen ein Chondrosarkom-Modell in vitro und im Tier etabliert werden.

• DFG Programme: Research Grants