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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Selbstorganisation
ECM und Mechanische Beanspruchung

Die Rolle der mechanischen Dehnung von extrazellulären Matrixfasern bei der Steuerung des Heilungsprozesses

Collagen scaffold seeded with human dermal fibroblasts. Red = Actin; Green = Fibronectin; White = Collagen (Second Harmonic Generation)

Zellen organisieren aktiv ihre extrazelluläre Matrix (ECM). Diese aktive Organisation von ECM-Fasern deutet auf die wichtige Rolle der mechanischen Kräfte hin, die durch das kontraktile Zytoskelett erzeugt werden, das durch fokale Adhäsionskomplexe auf das ECM übertragen wird. Unter den ECM-Komponenten spielen Fibronektin und Kollagen eine sehr wichtige Rolle für den Entwicklungs- und Heilungsprozess, der nach der bisherigen Forschung stark mechanoreguliert ist. Wir wollen einen besseren Einblick in den Mechanismus der Kraftübertragung von den Zellen auf ECM und die Langstreckensignale gewinnen, die zu Wachstum und Umbau im Heilungsprozess führen. Daher ist es notwendig, die Interaktion zwischen Fibronektin und Kollagen und die Stammabhängigkeit ihrer Zusammensetzung und Organisation bei der Regeneration untersuchen zu können. Durch die Aussaat makroporöser Kollagengerüste und die Herstellung von 3D-Mikrogeweben, die den Heilungsprozess in Weichteilen und im Frühstadium der Knochenregeneration nachahmen, untersuchen wir den Mechanismus der Lastübertragung von Fibronectin auf Kollagen und den Einfluss der Gewebespannung auf die Zellfunktion und das ECM-Wachstum unter Verwendung von Fluorescent Resonance Energy Transfer (FRET).

Dr. Ansgar Petersen

Arbeitsgruppenleiter - Cellular BioMechanics & BioMaterials

Ansgar Petersen