Cell Biology

The research group "Cell Biology" investigates the biology of adult stem cells, immune cells, endothelial precursors and fibroblasts as well as their possible role in musculoskeletal tissue regeneration. We are looking at the interaction between cells, mechanics and the extracellular matrix. Furthermore, we are concentrating on alterations of intrinsic cell functions in response to extrinsic stimuli, such as age or an altered immune response. Our long-term goal is to develop new therapeutic approaches to improve musculoskeletal tissue regeneration, especially for impaired healing cases.

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Energiestoffwechsel bei der Frakturheilung

Ziel diese Projektes ist es, metabolische Faktoren zu identifizieren, die zu Knochenheilungsstörungen beitragen. Dazu werden vergleichende Analysen des Energiestoffwechsels bei normaler und beeinträchtigter Knochenheilung durchgeführt.

Zusammenspiel von Stoffwechsel und Frakturheilung

Schematischer Überblick der verschiedenen Phasen der Knochenheilung und der jeweiligen molekularen Prozessen. Von: Loeffler, J. et al. Trends Endocrin Metab

Knochenheilung ist ein gut koordiniertes Zusammenspiel von zellulären und molekularen Prozessen. Die beteiligten Zellen stehen jedoch in Bezug auf Sauerstoff-, Nährstoff- und Energieversorgung vor einer Vielzahl herausfordernder Situationen. Tatsächlich gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass Immunzellen, mesenchymale Stromazellen und andere Vorläuferzellen empfindlich auf metabolische Reprogrammierung reagieren und dass der zelluläre Stoffwechsel der Zellen zusätzlich diverse Zellfunktionen beeinflusst, die über die Energieversorgung hinausgehen. Während sich der Großteil der Forschung auf den Einfluss des Zellstoffwechsels auf die grundlegende Funktion von Immunzellen oder die Differenzierung von Stammzellen konzentriert hat, ist es weitgehend unbekannt, wie lokale energetische Veränderungen oder Ungleichgewichte (bedingt durch z. B. Komorbiditäten bei Patienten wie Diabetes, entzündliche Erkrankungen oder fortgeschrittenes Alter) und die damit verbundene zelluläre metabolische Reprogrammierung, Signaltransduktion und Zellfunktion während der Regeneration von Gewebe und Knochen beeinflussen. In diesem Projekt untersuchen wir, wie das metabolische Mikromilieu und dessen Veränderungen zur Frakturheilung beitragen oder wie dies mit der Entwicklung von Pseudoarthrosen unter beeinträchtigter Heilungsbedingungen zusammenhängt. Unser langfristiges Ziel ist es, mit den gewonnenen Erkenntnissen neue therapeutische Konzepte zur Behandlung gestörter Knochenheilung zu entwickeln.

Kooperation: BIMSB Berlin – AG Kempa, Dr. Stefan Kempa

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Julia Löffler

Wissenschaftliche Mitarbeiterin (Postdoc)