Extrazelluläre Matrix

Die extrazelluläre Matrix (EZM) spielt vor allem in Bindegeweben eine besondere Rolle. Sie verleiht einem Gewebe nicht nur eine Struktur, sondern bestimmt durch ihre molekulare Zusammensetzung auch dessen mechanischen Eigenschaften und ist an Kommunikation zwischen den Zellen beteiligt. Veränderungen im Gleichgewicht des Auf- und Abbaus der EZM (Homöostase) können zu degenerativen Erkrankungen, wie z.B. der Arthrose führen. Im Rahmen des EU Marie Skłodowska-Curie Netzwerkes CHANGE untersuchen wir altersbedingte und posttraumatische Veränderungen der EZM des Knorpels auf molekularer und zellulärer Ebene. Von besonderem Interesse ist dabei die Rolle von bestimmten EZM Komponenten und Fragmenten mit biologischer Aktivität.

Naturwissenschaftlicher Doktorand: Giulio Gatto

 

Mutationen in Komponenten der muskuloskelettalen EZM führen oft zu vererbbaren Erkrankungen, wie z.B. der Glasknochenkrankheit Osteogenesis imperfecta (OI). In einem Teilprojekt der DFG geförderten Forschungsgruppe 2722 analysieren wir in Zellkultur und im Tiermodell Pathomechanismen, die Mutationen in unterschiedlichen OI-verursachenden Genen zugrunde liegen. In Zukunft sollen aus diesen Erkenntnissen, mutationsspezifische und personalisierte Therapieansätze generiert werden.

Naturwissenschaftlicher Doktorandin: Alice Stephan

Autonomes Nervensystem

Arthrose und Wirbelsäulendegeneration sind die am meisten verbreiteten chronischen Gelenkerkrankungen, die mit Schmerzen und Bewegungseinschränkungen einhergehen. Neben den seit Jahrzehnten bekannten Risikofaktoren wie zum Beispiel Alter, Geschlecht, oder Überbelastung der Gelenke, gewann in den letzten Jahren das periphere Nervensystem immer mehr an Bedeutung. Im Fokus unserer Projekte liegt das autonome Nervensystem mit seinen antagonistisch wirkenden Ästen Sympathikus und Parasympathikus, denn ein längerfristiges autonomes Ungleichgewicht kann vielfältige Auswirkungen auf unsere Gesundheit und somit auch auf das muskuloskelettale System haben.

In einem Teilprojekt des EU Marie Skłodowska-Curie Netzwerkes CHANGE untersuchen wir zusammen mit den Projektpartnerinnen und -partnern den Beitrag des alternden autonomen Nervensystems zur Bandscheiben- und Facettengelenksdegeneration sowie Arthrose in Zellkultur und im Tiermodell. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf den altersbedingten Veränderungen der Innervierung dieser Gewebe und dem Einfluss von Neurotransmittern auf die Zellen der Gelenke.

Naturwissenschaftlicher Doktorand: Matteo Signor

 

Im Rahmen des Teilprojekts 8 der DFG geförderten Forschungsgruppe 2407 erforschen wir den möglichen kausalen Zusammenhang zwischen Arthrose und chronischem Stress. Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus der Forschungsgruppe und weiteren Kooperationspartnerinnen und -partnern analysieren wir auf unterschiedlichen Organisationsebenen, ob chronischer Stress die Ursache oder die Folge von Arthrose ist und welche molekularen Mechanismen für die beobachteten Effekte verantwortlich sind.

Naturwissenschaftliche Doktorandinnen: Gundula Rösch und Rebecca Sohn

Bewegungsanalyse und Biomechanik

Im interdisziplinären, von der DFG geförderten Projekt HOBBID untersucht Dr. Stefan van Drongelen auf der Grundlage biomechanischer und biochemischer Erkenntnisse die funktionellen Auswirkungen operativer Therapien bei Arthrose des Hüftgelenks zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse. In diesem Projekt werden Abweichungen in Gangmustern und erhöhten Gelenksbelastungen mit Hilfe einer 3D-Bewegungsanalyse identifiziert. Des Weiteren werden Faktoren bestimmt, die mit der Gelenkbelastung zusammenhängen, wie die veränderte Beinachse nach dem Einsatz einer Hüfttotalendoprothese sowie die Funktion der Hüftabduktoren. Eine histologische Untersuchung des Knochen- und Knorpelgewebes wird durch die biochemische Analyse gewebespezifischer Biomarker aus dem Blutserum ergänzt. Das Forschungsthema wird in enger Kooperation mit unserem Projektpartner das Institut für Sport und Sportwissenschaft am Karlsruher Institut für Technologie bearbeitet.