FORZEBRA

FORSCHUNGSVERBUND FüR ZELLBASIERTE REGENERATION DES MUSKULOSKELETTALEN SYSTEMS IM ALTER

3. Molekulare Biomechanik Mesenchymaler Stammzellen und Biomechanische Testung von Zellen und Tissue Engineering Konstrukten. Mechanobiologisch modulierte zellbasierte Therapie zur Ligament- und Sehnenregeneration im Alter

Arbeitsfeld:

Molekulare Biomechanik umfasst die Mechanismen der physikalischen Signalübermittlung und –übertragung auf Zellen und Übersetzung in Transkription und Translation. Leben ist in ständiger Bewegung und damit der Einwirkung physikalischer Kräfte ausgesetzt. Diese Einwirkung bewirkt eine Veränderung der Transkription in der Zelle und eine Anpassung an die einwirkenden Kräfte im Sinne einer Differenzierung der Zelle. Bereits die frühe mesodermale Schicksalsentscheidung von MSC ist durch mechanische Kräfte beeinflusst. Das Signaltransduktionssystem über die ERK1/2 Kinasen ist ein zentraler Übermittler sowohl der frühen Einflüsse als auch der Signalgebung in maturierten Zellen (Binetruy et al., 2007; Kasper et al., 2007a; Kasper et al., 2007b; Kurpinski et al., 2006a; Kurpinski et al., 2006b; Liedert et al., 2006a). Alternde Zellen sind auf eine Erhöhung der einwirkenden Kraft hin weniger sensitiv für die mechanischen Einflüsse und verlieren daher einerseits ihre Mechanosensitivität, andererseits setzen sie ihre Schwelle für die Anpassung an Kraft nach oben. Ein regenerativer Reiz spricht somit erst später an als bei jungem Gewebe, was im alternden Gewebe wiederum zu einer erhöhten Gefahr der Ruptur führt, zusammengesetzt aus der Folge degenerativer Veränderungen einerseits und mangelnder Regeneration andererseits.