Regulierung der zellulären Mikroumgebung von adulten Stammzellen: Einfluss von Zusammensetzung und Steifigkeit der extrazellulären Matrix sowie externer elektrischer Felder

• Antragstellerin: Dr. Ricarda Heß
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277648419

Die Entwicklung der Zellen eines jeden Gewebes wird durch verschiedene Signale der zellulären Mikroumgebung bestimmt. Diese können sowohl biochemischer Natur in Form von löslichen Mediatorproteinen und der unlöslichen EZM, als auch physikalischer Natur sein. In der natürlichen Umgebung interagieren die einzelnen Faktoren stark miteinander und sind für die Zellhomöostase, -proliferation und -differenzierung essentiell. Das geplante Forschungsprojekt hat zum Ziel, durch die Gestaltung der biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften der zellulären Mikroumgebung den Einfluss dieser Faktoren auf das zelluläre Verhalten von humanen mesenchymalen Stammzellen (MSZ) zu untersuchen. Dies soll durch die Variation von Substratelastizität, der biochemischen Zusammensetzung der extrazellulären Matrix (EZM) und der elektrischen Stimulation der Zellen erreicht werden, wobei der Fokus auf der Interaktion der verschiedenen Signaltypen liegt. Im Einzelnen sollen neuartige dreidimensionale Kollagen/GAG-Matrizes auf der Basis von Polyacrylamid (PAA)-Sandwichgelen hergestellt werden, um mit deren Hilfe den Einfluss von Substratsteifigkeiten und definierten biochemischen Zusammensetzungen zu untersuchen. Ausgewählte Zell-EZM-Konstrukte werden mit einer Stimulation durch elektrische Felder kombiniert, um ein vertieftes Verständnis des kooperativen Einflusses der verschiedenen Stimuli zu erlangen. Aus einem besseren Verständnis dieser Prozesse heraus sollen sich perspektivisch neue Möglichkeiten für Therapieansätze in der regenerativen Medizin ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Dr. Matthias Schnabelrauch