Bioartifizielle vaskularisierte Lymphknotenäquivalente im arteriovenösen Loop Modell

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Anja Miriam Boos
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565203467

Schädigungen des Lymphgefäß- und Knotensystems können zum Entstehen von Lymphödemen führen und sind oft Folge verschiedener therapeutischer Maßnahmen bei Krebserkrankungen. In den letzten Jahren wurden für Lymphödeme chirurgische Therapiemöglichkeiten mit der Transplantation vaskularisierter Lymphknotenpakete VLNT entwickelt. Bei Verwendung gezüchteter Lymphknoten würden mit der VLN assoziierte Hebemorbiditäten wegfallen. Zudem wäre die Behandlungstechnik nicht mehr durch die Menge des im Patienten vorhandenen transplantierbaren Gewebes limitiert. Wir haben uns zum Ziel gesetzt, mittels des arteriovenösen Loop Modells Gewebe zu generieren welches in der Lage ist, Lymphe zu drainieren. Dies soll mittels zweier sich ergänzender Ansätze geschehen, um die physiologisch ablaufenden Prozesse nachzustellen. Die in der Lymphknotenentwicklung ablaufenden Prozesse sollen mit adulten Zellpopulationen nachgestellt werden - zunächst in vitro und anschließend im arteriovenösen (AV) Loop Modell in vivo. Lymphknotenanlagen entstehen physiologisch durch die Interaktion von lymphoiden LTi-Zellen und mesenchymalen LTo-Zellen. LTi stimulieren über Lymphotoxin α1β2 (LT α1β2) LTo zur Expression von Zytokinen und Adhäsionsproteinen. Diese rekrutieren wiederum weitere Lymphozyten in die Lymphknotenanlage. Mesenchymale Stammzellen (MSC) ähneln LTo in verschiedener Hinsicht (Morphologie, zelluläre Marker) und könnten beim tissue engineering (TE) LTo potentiell ersetzen. LTi werden den Innate Lymphoid Cells (ILC) zugeordnet, einer lymphoiden Zellpopulation die auch noch in adulten Geweben vorhanden ist. Zusätzlich soll durch Implantation von Sphäroiden aus Lymphendothelzellen ein Netzwerk aus Lymphgefäßen im AV-Loop-Gewebe erzeugt werden. Diese Gefäße können bei autologer Transplantation aussprießen und die lymphatische Vaskularisierung an der Defektstelle verbessern. Mit humanen ADSC (adipose derived stem cells) konnten wir die prinzipielle Machbarkeit der Verwendung als „LTo-ähnliche“ Zellpopulation in vitro bereits zeigen. Um nun im Modellorganismus Ratte die Interaktion mit Zellen der Immunabwehr genauer charakterisieren zu können und Untersuchungen zur Drainagefunktion durchzuführen ist eine Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf Rattenzellen notwendig. Auch hier wurde bereits die Machbarkeit im Rattenmodell in ersten Versuchen gezeigt werden können. Nach weiterer Charakterisierung im Bioreaktor ist die Implantation der Zellen ins arteriovenöse Loop System der Ratte (AV-Loop) geplant um bioartifizielle vaskularisierte Lymphknotenäquivalente züchten zu können. Neben der Analyse der Besiedlung der Lymphknotenäquivalente und deren immunologische Integration soll durch Indocyaningrün (ICG) Lymphographie und intravitaler kontrastverstärkter Ultraschall und MRT-Bildgebung gezeigt werden, ob das durch beide Ansätze generierte Gewebe in Bezug auf die lymphatische Drainage funktionell ist. Damit ebnet diese Studie den Weg für präklinische Großtierversuche.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen