Charakterisierung der Rolle von Sauerstoff im zellulären Stoffwechsel der Bandscheibenzelle. Untersuchungen an Zellkulturen und explantierten Bandscheiben unter Blockade einzelner Stoffwechselwege unter Einfluss von mechanischem Stress und Wachstumsfaktor

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Die Behandlung von degenerativen Bandscheibenleiden ist trotz intensiver Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet momentan unbefriedigend. Ein pathogenetisch auslösender Faktor ist eine beeinträchtigte Versorgung der Bandscheibe mit Nährstoffen. Neue Behandlungsstrategien beinhalten zunehmend biologische, zell-basierte Ansätze wie das Tissue Engineering und die Implantation von mesenchymalen Stammzellen. Der komplexe zelluläre Metabolismus der Bandscheibe als Grundlage erfolgsversprechender Therapien ist trotz seiner enormen Bedeutung weitgehend unbekannt. Die Zellen der Bandscheibe benötigen Glucose und Sauerstoff für die aerobe Glykolyse, die neben der anaeroben Energiegewinnung einen hohen Stellenwert besitzt. Ziel dieses Projektes ist die Erforschung der Funktion und Regulation von Sauerstoff im Stoffwechsel der Bandscheibe. Im ersten Schritt soll die Lokalisation der Sauerstoff-Metabolisierung in der Zelle charakterisiert werden. Dann werden die Regulationsmechanismen des Sauerstoffverbrauchs unter physiologischen Bedingungen und unter Applikation von Wachstumsfaktoren und mechanischem Stress untersucht. Diese Ergebnisse werden abschließend in einem Perfusions- Modell einer gesamten Bandscheibe überprüft. Die Ergebnisse dieses Projektes sollen wichtige Erkenntnisse bringen, um zell-basierte Therapien bei Bandscheibenleiden entscheidend zu verbessern und dem Ziel einer klinischen Anwendung näher bringen.