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Cartilage Regeneration - a biomimicry approach recapitulating fetal-like regeneration

Projektleitung
Kreil David Philip, BOKU Projektleiter/in
Laufzeit:
01.03.2017-29.02.2020
Programm:
BRIDGE-Frühphase
Art der Forschung
Grundlagenforschung

Weitere Informationen: www.bioinf.boku.ac.at

Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Biotechnologie
Gefördert durch
FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Das vorgeschlagene Projekt soll die Hypothesen prüfen, dass eine erfolgreiche Knorpelregeneration die Rekapitulation embryogener Prozesse erfordert und dass das Geheimnis der fetalen Zellen eine fötalartige Regeneration des Knorpels einleiten kann. Osteoarthritis (OA), eine degenerative Gelenkerkrankung, die durch fortschreitende Gelenkknorpeldegeneration gekennzeichnet ist, ist weltweit eine der führenden Ursachen für Behinderung und ist mit einer enormen individuellen und sozioökonomischen Belastung verbunden. Erwachsene Gelenkknorpel (AAC) hat begrenzte intrinsische Reparatur Kapazität und aktuelle medizinische Behandlungsmöglichkeiten bieten nur symptomatische Erleichterung ohne signifikante Veränderung der Krankheit Progression oder Wiederherstellung Knorpel Integrität. Daher regeneriert der verletzte Knorpel nicht, sondern bildet fibrocartilaginöses Reparaturgewebe mit beeinträchtigten biomechanischen Eigenschaften, die den hyalinen Knorpel nicht adäquat ersetzen und damit die Fortsetzung der Gelenkentzündung, die zu chronischer Arthrose führt, auslösen.
Im Gegensatz zu AAC regeneriert der fötale Gelenkknorpel (FAC), der partiellen Dickenläsionen unterworfen wird, vollständig. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass fetale Zellen, die in einen adulten Organismus transplantiert wurden, ihr regeneratives Potential in Haut-, Leber-, Sehnen- und Knorpelmodellen beibehalten haben. Informationen über die regenerative Heilung bei fetalen Tieren können eine Verbesserung der Heilungsreaktion im reifen Gewebe ermöglichen. Das Zellsekretom hat eine Schlüsselrolle bei der Geweberegeneration, ist aber schlecht verstanden. Eine verbesserte Kenntnis der Faktoren, die an der Heilung beteiligt sind, ist eine wesentliche Voraussetzung für die Nutzung dieses potenziell leistungsstarken Werkzeugs für therapeutische Anwendungen.
Wir beabsichtigen, eine neuartige, biomimetische Behandlungsstrategie zu entwickeln, die Aspekte der fetalen Gelenkknorpelmorphogenese zu rekapitulieren, um eine fetalartige Regeneration des adulten Knorpelknorpels zu erreichen. Wir schlagen vor, eine umfassende Studie durchzuführen, die 1) fetale (gestationstag 80, term ~ 145 Tage der Schwangerschaft) und erwachsene Knorpelheilung in vivo 2) die Wirkung von fetalen Chondrozyten, fetalen mesenchymalen Stammzellen (fMSCs), erwachsenen Chondrozyten und Erwachsenen durchführt Knochenmark-abgeleitete mesenchymale Stammzellen (aMSCs) und das Sekretariat dieser 4 Zelltypen auf adulte artikuläre Chondrozytenproliferation, chondrogene Matrixproduktion und Genexpression in vitro und 3), um Schlüsselfaktoren zu identifizieren, die für die Induktion von fetalen Heilungen und nicht für die Behandlung von Erwachsenen verantwortlich sind . Das verwirklichte Wissen wird zu weiteren Entwicklungsarbeiten im Anschluss an das vorgeschlagene Projekt führen, um ein wirtschaftlich ausnutzbares Therapieansatz zu etablieren, das eine fetale Heilung im adulten Knorpel induziert. Die neuartige Therapie verleiht dem in diesem Projekt beteiligten Unternehmenspartner auf internationaler Ebene einen Wettbewerbsvorteil in diesem Bereich.
(maschinell erstellte Translation)
Schlagworte
Bioinformatik (106005);
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