Bone Healing

Bone is an interesting tissue from the researchers view as it is able to regenerate after injury. However, even today and with an adequate treatment 5-20% of all fractured patients experience a delayed or non-union.

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Immune modulation

Immune Modulation

Immune modulatory approaches represent a novel therapeutic treatment stratagy in the context of fracture healing. Especially interferences in the early fracture healing phase could be done directly intra-operatively when a fracture is treated in the clinic, avoiding a stressful second surgery. For such an approach, a deeper characterisation of the patient and thus the identification of a potential impaired healer is indespensable  

Untersuchung nachteiliger Immunzellen

Eine Erfassung der altersbedingten CD8+ TEMRA Zellzahl wies darauf hin, dass der Unterschied in der CD8+ TEMRA Zellzahl in Patienten mit verzögerter Heilung eher das individuelle Immunprofil wiederspiegelte als ein akutes frakturbezogenes Ereignis. Diese Zellen treten spezifisch in dem frühen Frakturhämatom auf. Bemerkenswerterweise verbesserte die Depletion der CD8+ T-Zellen die Knochenregeneration, wohingegen die Zugabe von CD8+ T-Zellen die Frakturheilung beeinträchtigte. Deshalb fokussieren wir uns auf die CD8+ TEMRA Zellen als wissenschaftlichen Ansatzpunkt, um als zukünftiger Marker für die Behandlung von Patienten mit verzögerter Knochenfrakturheilung zu dienen.

Untersuchung unterstützender Immunzellen

Regulatorische T-Zellen sind ein anti-inflammatorischer Zelltyp, da sie Faktoren sekretieren, die pro-inflammatorische Zellen unterdrücken, wie z.B. die CD8+ T-Zellen. In unserer Gruppe untersuchen wir die Möglichkeit, die Frakturheilung zu verbessern indem wir regulatorische T Zellen verstärken. Ein tieferes Verständnis der Wirkungsweise der regulatorischen T Zellen während der Frakturheilung könnte für zukünftige klinische Anwendungen genutzt werden, um Patienten mit beeinträchtigter Heilung zu helfen.

Pharmakologische Immunmodulation

Applikation von immunmodulatorischen Faktoren zur Unterstützung der Frakturheilung ist ein weiterer Fokus der Arbeit unserer Gruppe. Solche Faktoren sind u.a. proteinbasierte Interleukine oder Antikörper, die auf spezifische Zelltypen abzielen und sie unterdrücken können. Sie können auch eine Polarisation von Immunzellen hin zu einem vorteilhaften anti-inflammatorischen Typ induzieren. Ein Beispiel hierfür ist ein Phänotypenwandel vom pro-inflammatorischen M1 Makrophagen zum regulatorischen, die Heilung unterstüztenden M2 Makrophagen. Antikörper hingegen können ganze Zellfraktionen depletieren, wie z.B. die unerwünschten CD8+ T-Zellen. Des Weiteren konzentrieren wir uns auf niedermolekulare Moleküle, welche bereits in der Klinik angewendet werden und kürzlich auch anti-inflammatorische Eigenschaften offenbart haben. Sie können pro-inflammatorische Zellen unterdrücken und/oder eine anti-inflammatorische Zellantwort stimulieren. Für die Anwendung von immunmodulatorischen Faktoren untersuchen wir die lokale Freisetzung aus Biomaterialien ebenso wie die systemische intravenöser Gabe.

PRIME Study - Mesenchymal Stroma Cells

In the clinics, mesenchymal stroma cells (MSC) are applied in patients with dealyed healing or non-union in form of autologous cancelous bone from the iliac crest or as RIA (reaming-irrigation-aspiration) material. MSCs are precurser cells that undergo osteogenic differentiation and therefore can improve healing. However, the efficacy of the cells varies greatly between the patients. We want to improve the micro millieu the cells encounter after implantation into the bone defect in order to enhance their bone forming properties.

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