Anisotrope Kapillargele (AKG) aus sich selbst organisierenden Polyelektrolyten als Leitstruktur für die axonale Regeneration im Zentralnervensystem

• Applicants: Professor Dr. Werner Kunz; Professor Dr. Norbert Weidner
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2007 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 35162185

Experimentelle regenerative Therapiestrategien sind in der Lage, zumindest eine limitierte strukturelle und auch funktionelle Wiederherstellung an Tiermodellen der traumatischen Rückenmarksschädigung zu fördern. Allerdings ist es bisher nicht gelungen, rostro-caudal gerichtete Axonaussprossung über die Läsion hinweg zu induzieren, was wiederum eine zwingende Voraussetzung für die Reinnervierung ursprünglicher Zielneurone darstellt. Die gerichtete Axonaussprossung erfordert ein anisotropes Substrat, welches wachstumspermissiv ist und gleichzeitig eine mechanische Leitstruktur für läsionierte Axone darstellt. In dem beantragten Projekt soll die Fähigkeit Alginat-basierter anisotrop-strukturierter Kapillarengele (AKG) untersucht werden, längsorientierte axonale Regeneration nach Läsion im erwachsenen Gehirn (Rückenmark) des Säugetiers zu fördern. Dissipative Prozesse führen während der Komplexierung von negativ geladenen Polysacchariden, wie z.B. Alginaten, mit Metallkationen zur Selbstorganisation von Hydrogelen, die eine hochgeordnete hexagonale Kapillarenstruktur aufweisen. Je nach Variation der Anfangsbedingungen können mechanisch stabile Kapillarengele mit einstellbaren Porendichten und Porendurchmessern erzeugt werden. Neben der gezielten Manipulation der räumlichen Kapillarenstruktur im Sinne einer physikalischen Optimierung der AKG sollen auf biologischer Ebene regenerationsfördende molekulare und zelluläre Komponenten in die Leitstruktur eingebracht werden. Diese Modifikationen sollen es ermöglichen, eine geordnete axonale Regeneration und eine funktionelle Erholung nach axonaler Schädigung im Rückenmark zu fördern. Die modifizierten AKG werden in in vitro-Assays zur Axonaussprossung und durch Implantation in Rückenmarkläsionen von Ratten auf ihre Effizienz untersucht.

• DFG Programme: Research Grants