Zellbiologie der Grenzfläche zwischen kultivierten Zellen und mikrostrukturierten Metalloberflächen

• Applicant: Professor Dr. Hartwig Wolburg
• Subject Area: Biomaterials
• Term: from 2004 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5422201

Wir untersuchen die Grenzfläche zwischen kultivierten Zellen und mikrostrukturierten Metalloberflächen, die im Rahmen der medizinischen Implantologie sehr bedeutsam sind. Die zellbiologischen Nahwirkungen von metallischen Oberflächenstrukturen auf Zellkompartimente im Submikrometerbereich durch die Modulationm der Expression von Adhäsions- und anderen Oberflächenmolekülen sind bisher unzureichend bekannt. Diese Modulation ist als Antwort auf wechselnde Oberflächeneigenschaften zu verstehen. Dazu stellen wir von mikrostrukturierten künstlichen Oberflächen Kunstharzreplikas her und beschichten diese mit 10-50 nm Titan. Haben wir bisher die Expression und Verteilung von Zytoskelett-assoziierten Molekülen in elektronenmikroskopischen Dimensionen untersucht, wollen wir jetzt Membran-assoziierte Moleküle untersuchen, von denen bekannt ist, dass sie an der Gestaltung von Mikrovilli und anderen Oberflächenvergrößerungen beteiligt sind. Auf Grund der Voruntersuchungen deutet sich an, dass diesem Proteine der sog. ERM-Familie differentiell exprimiert werden, je nachdem, auf welchen Oberflächen die Zellen wachsen. Dazu wollen wir zwei weitere Ansätze verfolgen: 1. die Expression dieser Proteine unter Shear Stress zu verfolgen (konfokale Laserscan-Mikroskopie und Westernblotting), und 2. eine Gen-Regulationsanalyse durchzuführen mit dem Ziel, eine Bedeutung der Geometrie des Substrates für die differentielle Proteinexpression in der Zelle nachzuweisen. Die direkte Kombination von Mikrotechnologie und Molekularbiologie unter Mitanwendung zellbiologischer und mikroskopischer Verfahren ist bisher noch nicht im Schrifttum zu finden.

• DFG Programme: Research Grants