• Zielgruppen
  • Suche
 

Expansion und Optimierung der Kultivierung von mesenchymalen Stammzellen (MSCs)

AD-MSCs aus Fettgewebe, kultiviert in Trombozytenlysat, zeigen eine schnellere osteogene Differenzierung: bereits nach einer Woche Stimulation kann eine intensive Calciumablagerung in der extrazellulären Matrix detektiert werden (Alizarin Rot Färbung).

AG Lavrentieva

Die Nutzung von MSCs ist vielversprechend für zelltherapeutische Verfahren und für die Gewebezüchtung. Aus einer Vielzahl an Geweben isolierte MSCs werden bereits in zahlreichen klinischen Untersuchungen eingesetzt. Des Weiteren ist die Verwendung von MSCs durch administrative Vorgaben weniger eingeschränkt, als die Verwendung von embryonalen und induzierten pluripotenten Stammzellen.

Da für therapeutische Anwendungen in der Regel mehrere Millionen MSCs pro Patient erforderlich sind, ist es notwendig  optimierte Kultivierungsprotokolle zu entwickeln. In unseren Projekten verwenden wir MSCs, die in Zusammenarbeit mit der Klinik für Plastische und Wiederherstellungschirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) aus Fettgewebe gewonnen werden.  Zusammen mit der Abteilung für Forschung und Entwicklung des Deutschen Roten Kreuzes werden Trombozytenlysate als Supplemente für die in vitro MSC Kultivierung evaluiert und mit traditionellen Protokollen (mit FKS und Humanserum) verglichen.

3D Zellkultursysteme und Bioprinting

Anwendung von Hydrogelen als Bioinks für Bioprinting.
3D Kultivierung von AD-MSCs in Hydrogelen.

AG Lavrentieva

Darüber hinaus, werden verschiedene 3D-Zellkultursysteme für die Kultivierung von MSCs angewendet und evaluiert: Zellaggregate (oder Microtissues), natürliche und synthetische Scaffolds sowie Hydrogele. Um komplexe  in vitro 3D-Systeme zu ermöglichen, werden in Zusammenarbeit mit der „Materialentwicklung für die Biomedizin“ verschiedene Hydrogele (z.B. Alginate, PEG-Fibrinogen und GelMA) als Bioinks für 3D-Bioprinting getestet und ihre Biokompatibilität und mechanischen Eigenschaften in Anwesenheit von Zellen, sowie ihre Degradation und Bedruckbarkeit überprüft. Mit Hilfe des Bioprintings werden nicht nur künstliche Tissue Engineering-Konstrukte hergestellt, sondern auch physiologisch relevante in vitro 3D-Modelle für das Drug Screening gebildet.

Video Bioprinting

Gradiente in Hydrogelen

Entwicklung von in vitro Kultivierungssysteme mit mehreren Gradienten.
In vitro Sauerstoffgradient

AG Lavrentieva

Im Rahmen des durch die DFG geförderten Projektes 398007461 „3D Zwei Gradienten Systeme für funktionelle Zelltestung“ entwickeln wir Hydrogel-basierte in vitro Gradienten. Dabei wird durch unterschiedlich starke Vernetzung ein mechanischer Gradient in das Hydrogel eingebracht. Orthogonal dazu wird ein Sauerstoffgradient etabliert, sodass innerhalb eines Experiments sämtliche Kombinationen aus Hydrogelzusammensetzung und Sauerstoffkonzentration getestet werden können. Mit Hilfe des neuartigen Testsystems soll es zukünftig möglich sein rasch und zuverlässig den kombinierten Einfluss verschiedener Faktoren auf das Zellverhalten zu ermitteln, um optimale Kulturbedingungen für die jeweilige Anwendung zu finden.