In dieser Arbeitsgruppe steht die Biologie Mesenchymaler Stammzellen und ihr Differenzierungspotential in Gesundheit und Krankheit im Mittelpunkt der Untersuchungen.
Biologie Mesenchymaler Stammzellen und Regenerativer Nischen
Der Vergleich des Gen-Expressionsmusters unterschiedlicher Populationen Mesenchymaler Stammzellen aus dem Knochenmark, aus Knochentrabekeln, aus Sehnen und Ligamenten, aus mesenchymalen Vorläufern von Weichgeweben (Endokrines Pankreas) und aus Placenta gibt Aufschluss über Unterschiede der Vorläuferzellen je nach Lokalisation. Veränderungen des Expressionsmusters bei altersassoziierten Erkrankungen wie Osteoporose, Degenerativen Erkrankungen wie Arthrose und Sehnendegeneration, sowie Veränderungen bei zellulärer Seneszenz und im Lauf der organismischen Alterung sind die Grundlage der Erforschung präventiver und therapeutischer Maßnahmen in vivo und für das Tissue Engineering.
Mechanobiologie – der Beitrag physikalischer Kräfte zur Differenzierung und Erhaltung mesenchymaler Gewebe
Physikalische Kräfte modulieren Wege der Signaltransduktion und bewirken eine Änderung der Genexpression. Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe besteht in der Beschreibung mechanosensitiver Wege der Signaltransduktion und mechanisch regulierter Gene in mesenchymalen Stammzellen sowie deren Einfluss auf die osteogene Regeneration und Differenzierung. Das Ziel ist, Wege zu finden, wie die gestörte Mechanosensitivität z.B. von Osteozyten und Tenozyten bei Erkrankungen wie Osteoporose und degenerativen Sehnenerkrankungen wiederhergestellt werden kann.
Der Osteozyt als Schaltstelle für die Knochenmineralisierung, den systemischen Mineralhaushalt und die Knochenregeneration
Der reife Osteozyt steht in lebhafter Kommunikation mit den skelettalen Vorläuferzellen in regenerativen Nischen. Der Osteozyt hat über sein Sekretionsprodukt Sklerostin (SOST) erheblichen Einfluß auf die systemische Regulation der Knochenmasse und reguliert zudem über den Faktor FGF23 den Phosphathaushalt des gesamten Organismus. In der Arbeitsgruppe werden Mineralisierungsvorgänge in der Umgebung des Osteozyten untersucht. In diesem Zusammenhang werden auch Mutationen der Alkalischen Phosphatase charakterisiert, die beim Krankheitsbild der Hypophosphatasie auftreten. Die seltene erbliche Erkrankung Hypophosphatasie wird experimentell und klinisch in enger Zusammenarbeit mit der Universitäts-Kinderklinik erforscht.
