Angiogenese und Immuno-Mechanik

Heilung beginnt mit der selbstständigen Organisation von Zellen in der Wunde, um wieder ein strukturiertes Gewebe entstehen zu lassen und die durch die Verletzung verloren gegangene mechanische Stabilität und intrinsische Vorspannung der verletzten Matrix wieder herzustellen. Unser Ziel ist es, diese selbstständige Organisation von Fibroblasten, Gefäßvorläufern, Immunzellen und mechanischer Instabilität in der komplexen Umgebung des Gewebes zu entschlüsseln. Ein besseres Verständnis dieses Wechselspiels bildet die Grundlage für neuartige Therapieansätze in der muskuloskeletalen Regeneration.

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Versorgung
Mechanobiology and Angiogenesis

Our primary goal is to understand how mechanical stress affects the function of vascular network and early callus organization in young and old during bone healing.

Abhängigkeit der Kallusformation und Angiogenese von mechanischen Rahmendingungen und deren Wechselspiel über das Altern in der frühen Phase der Knochenheilung

Die Relevanz der mechanischen Rahmenbedingungen als treibende Kraft in der Knochenregeneration und Adaptation ist allgemein akzeptiert. Zusätzlich ist bekannt, dass die Angiogenese und vaskuläre Versorgung einer Frakturzone ein wesentlicher Faktor für die Heilung und Viabilität des regenerierenden Gewebes darstellt. Allerdings ist die Wechselwirkung zwischen mechanischen Bedingungen auf Gewebeebene einerseits und der Angiogenese andererseits nicht wirklich verstanden. Aktuelle Arbeiten haben die bedeutsame Rolle der Mechanik als extrinsischer Stimulus auf die Selbstorganisation des Fibroblasten-Netzwerkes im frühen Kallus und in Form der endothelialen Zell-Zell Wechselwirkung als Reaktion auf den Blutfluss bei der vaskulären Netzwerk-Formation identifiziert. Perizyten und Gewebemuskelzellen geben Stabilität und kontrollieren das Lumen bei der Gefässentstehung. Aber wie Fibroblasten und/oder Perizytes den mechanischen Input aus dem umgebenden Kallusgewebe zur Formation der vaskulären Netze nutzen, ist bisher nicht untersucht. Unser primäres Ziel ist daher zu verstehen, wie mechanische Beanspruchung die Funktion der vaskulären Netzwerk- und frühen Kallusorganisation im Jungen und Alten während der Knochenheilung beeinflusst. Diese Arbeiten werden helfen zu verstehen, wie die altersabhängigen Signalwege der extern applizierten Belastung die fibroblastäre Selbstorganisation, perizytäre Antwort, vaskuläre Netzwerkentstehung, frühe Kallusformation und Wiederherstellung des Knochenmarks nach Verletzung beeinflussen.

In Zusammenarbeit mit

Prof. Dr. rer. nat. Holger Gerhardt

Gruppenleiter am MDC

Publikationen