In vitro-Untersuchungen zur Regulation der Osteogenese durch lokale und systemische Faktoren

• Antragsteller: Dr. Hans Joachim Rolf
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5421370

Hintergrund des Antrages ist die Tatsache, dass Stammzellen aus dem jährlich regenerierenden Geweihknochen der Hirsche (Cerviden) auch in vitro eine außergewöhnliche Regenerationskapazität und ein wesentlich größeres morphogenetisches Potenzial als z. B. osteogen determinierte humane mesenchymale Stammzellen (hMSZ) besitzen. Neben einem extrem raschen Wachstum haben diese Zellen auch die Fähigkeit zur Bildung größerer Mengen an Faktoren für spezifische autokrine und parakrine Regulationsmechanismen. Bei den Geweihknochenzellkulturen handelt es sich um Mischkulturen aus fibroblastären Zellen, Chondrozyten, Osteoklasten, Osteoblasten und deren Vorläuferzellen. Das vorliegende Projekt soll die Hypothese untersuchen, dass eine wesentliche Ursache für hohe Proliferationsleistung und Differenzierungsfähigkeit in vitro in der spezifischen Zusammensetzung und dem interzellulären Wirkungsgefüge dieser Zellen im Vergleich mit den bekannten Begrenzungen einer Monokultur aus osteogenen determinierten hMSZ zu sehen ist. Durch die Analyse und Charakterisierung der quantitativen Zusammensetzung der Kulturen und der Änderungen während der Proliferation und Differenzierung werden Einblicke in die Mechanismen und Interaktionen der beteiligten Zellen gewonnen. Hieraus werden wichtige Informationen zur Übertragung und Etablierung eines vergleichbaren Systems adulter humaner mesenchymaler Zellsysteme erwartet. Parallel dazu werden Kulturen mit hMSZ dem Einfluss systemischer (parakriner) Faktoren aus Zellkulturüberständen von Geweihknochenzellen ausgesetzt, um zu überprüfen, in welchem Ausmaß das erhöhte Regenerationspotenzial durch parakrine Effekte auch auf humane Zellen übertragbar ist. Mit den gewonnenen Informationen sollen bisher bekannte Limitationen der in vitro - Knochenerzeugung, wie die Apoptose der differenzierten Zellen und die fehlende Fähigkeit zur Bildung dreidimensionaler Strukturen, überwunden oder aufgehoben werden. Die geplanten Experimente werden damit sowohl unter dem Aspekt der grundlagenwissenschaftlich orientierten als auch der anwendungsorientierten Forschung durchgeführt, um die Versorgung der Patienten zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Henning Schliephake; Professor Dr. Karl Günter Wiese