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Projekt
Die Rolle des Chitostrukturcodes bei der Kontrolle von Entzündungs- und Geweberegenerationsprozessen im Rahmen biomedizinischer Anwendungen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Dr. Christian Gorzelanny; Professorin Dr. Anayancy Osorio-Madrazo
Fachliche Zuordnung
Biomaterialien
Zellbiologie
Zellbiologie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525894428
Chitin, eines der am häufigsten vorkommenden Biopolymere auf der Erde, ist Bestandteil von Arthopoden-, Cephalopodenschalen und pilzlichen Zellwänden. Es ist ein wasserunlösliches Molekül, welches aus N-Acetylglucosamineinheiten besteht. Die partielle Deacetylierung, ein Prozess welcher z.B. in den Zellwänden humanpathogener Pilze vorkommt, fördert die Löslichkeit von Chitin in wässrigen Lösungsmitteln. Sobald das Kopolymer wasserlöslich ist, wird es als Chitosan bezeichnet. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass die Menge und das Muster der verbleibenden Acetylgruppen einem biochemischen Code entsprechen, der für die Interaktion mit der biologischen Umgebung entscheidend ist. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die strukturell-funktionelle Beziehung zwischen diesem Chitin-Code (codeχ) und der biologischen Reaktion in Säugetieren besser zu verstehen. Auf der Grundlage unserer früheren und vorläufigen Studien wollen wir die molekulare Wechselwirkung von Chitin/Chitosan mit dem Komplementsystem, einem alten Teil des humoralen angeborenen Immunsystems, dem chitinbindenden Protein YKL-40 und Heparansulfat-Proteoglykanen, die wir kürzlich als Bindungspartner von stark deacetylierten Chitosanen identifiziert haben, analysieren. Es wurde gezeigt, dass Chitin die zelluläre angeborene Immunreaktion wie die Aktivierung von Makrophagen auslöst. Im Gegensatz dazu wird Chitosan als vielversprechendes Biomaterial postuliert, das die Wundheilung und Geweberegeneration fördert. Um den zugrundeliegenden Codeχ zu verstehen, der das breite Spektrum der biologischen Eigenschaften von Chitin und Chitosan steuert, werden wir Interaktionsstudien auf molekularer Ebene, in vitro Experimente mit Säugetierzellen und in vivo Messungen an Mausmodellen durchführen. Die Grundlage unseres Forschungsprojekts sind physikalische Chito-Polymer Hydrogele, die sich besonders für in vitro Experimente und eine lokalisierte, minimal-invasive in vivo Anwendung in Mäusen eignen, um entzündliche Ereignisse wie das Rekrutieren von Immunzellen oder regenerative Prozesse wie die Angiogenese zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
