Zelluläre Zugkräfte

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Zelluläre Zugkräfte

Aktin-Zytoskelett von humanen (rechts) und Rattenfibroblasten (links). Unterschiede in Zellmorphologie und Zytoskelettorganisation führen dazu, dass sich die auf die umgebende Matrix (Scaffold) wirkenden Zugkräften der Zellen unterscheiden.

Von Zellen aufgebaute Zugkräfte spielen in unterschiedlichen Regenerationsprozessen wie Wundverschluss und -stabilisierung oder auch der Revaskularisierung eine Rolle. Sie stellen eine Größe von grundlegender Bedeutung in der Zell-Material Wechselwirkung dar. In diesem Projekt beschäftigen wir uns mit der Rolle der zellulären Zugkräfte bei der Bildung extrazellulärer Matrixstrukturen und der kaum erforschten Wechselwirkung mit extrinsischen Kräften, die z.B. bei zyklischer mechanischer Belastung auftreten. Wir verwenden 3D makroporöse Scaffolds, die mit primären Zellen (z.B. Fibroblasten, mesenchymalen Stromazellen) besiedelt, im Bioreaktor kultiviert und mechanisch belastet werden. Gleichzeitig können ihre mechanischen Eigenschaften über die Dauer der Kultur vermessen werden. Basierend auf diesem Ansatz sind wir speziell am Vergleich verschiedener Spezies (Ratte, Schaf, Mensch) und am Einfluss des Alters auf die Zellmechanik interessiert. Außerdem versuchen wir die Konsequenzen einer veränderten Zellmechanik für Gewebeaufbau und -funktionalität zu verstehen. Dies beinhaltet auch die Untersuchung der Fähigkeit von Zellen, sich an Veränderungen in der mechanischen Umgebung (mechanische Belastung) anzupassen. Die Ergebnisse sollen helfen, ein tieferes Verständnis der Mechanosensation und Mechanoregulation im Wechselspiel zwischen extrinsischen und intrinsischen Kräften zu erlangen.