9

Projektleiter:
Dr. med. Stefan Zwingenberger
Dr. med. Maik Stiehler, Ph.D.
Prof. Stuart B. Goodman

Laufzeit:
01/2011 - 12/2012

Projektbeschreibung:
Kritische Knochendefekte sind ein großes sozioökonomisches Problem. Aktuell ist das autologe Knochentransplantat der Goldstandard zur Behandlung großer Knochendefekte. Diese Technik ist allerdings mit den Risiken eines zusätzlichen operativen Eingriffs verbunden und es besteht nur eine begrenze Verfügbarkeit an transplantierbarem Knochengewebe. Azelluäre Knochenersatzstoffe als mögliche Alternative sind  kostenintensiv und wenig effektiv im Vergleich zum autologen Knochentransplantat. Daher besteht ein großes Interesse an innovativen, biologischen Strategien zur Behandlung lokaler kritischer Knochendefekte. Mesenchymale Stammzellen (MSCs), zu gewinnen z.B. aus Knochenmark oder Fettgewebe, können zu Knochenzellen differenziert werden.
Es ist bekannt, dass der Botenstoff „stromal cell derived factor-1 alpha“ (SDF-1α) MSCs anlockt, die den Rezeptor CXCR4 aufweisen.
Ziel dieses Projektes ist es, die Bedeutung der Botenstoff (SDF-1α)/Rezeptor (CXCR4) Achse für die Rekrutierung von MSCs zur Heilung lokaler Knochendefekte nachzuweisen.
Dafür soll ein Maus-Knochendefektmodell verwendet werden. Am rechten Femur des Tieres soll dabei ein kritischer Knochendefekt erzeugt werden und mit einem eigens dafür entwickelten externen Fixationssystem stabilisiert werden. Mit Hilfe moderner lentiviraler Gentransfervektoren soll eine SDF-1α und CXCR4 Überexpression durch  Fettgewebe bzw. MSCs erreicht werden. Das genmodifizierte  Fettgewebe soll in den Frakturspalt eingebracht werden, um systemisch-venös applizierte und lumineszent markierte MSCs anzulocken.
Die Rekrutierung von MSCs zum kritischen Knochendefekt soll mittels In vivo-Lumineszenzmessung nachgewiesen. Die Knochenheilung soll mittels konventionellem Röntgen, Positronen-Emissions-Tomographie sowie hochauflösender µCT-Methodik untersucht evaluiert werden.

Projektbearbeiter:
Dr. med. Stefan Zwingenberger