Verbesserte Therapie von Knochendefekten durch Einsatz induzierter pluripotenter Stammzellen zur Erzeugung mesenchymaler Zelltypen

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Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) stellen einen Hauptforschungsschwerpunkt des Exzellenzclusters Rebirth an der MHH dar. Wir möchten die Hypothese prüfen, ob iPSC für die Erzeugung von Zelltypen des Skelettsystems, insbesondere von knochenbildenden Zellen, eine bessere Zellquelle darstellen als die mit konventionellen Methoden (Dichtegradient plus Plastikadhäsion) isolierten mesenchymalen Stammzellen (MSC), um diese zukünftig für die Regeneration von segmentalen Röhrenknochendefekten einsetzen zu können. Dazu werden wir zunächst umfangreiche in vitro-Arbeiten durchführen, um die Leistungsfähigkeit der unterschiedlichen zellulären Systeme eingehend zu charakterisieren. Drei unterschiedliche experimentelle Strategien sind geplant: (A.) die direkte Differenzierung von iPSC in mesenchymale Zelltypen mittels bekannter Induktionsverfahren, (B.) die Herstellung von MSC-ähnlichen Zellen aus iPSC, die expandiert und anschließend weiter in mesenchymale Zelltypen differenziert werden, und (C.) die Simulation der in-vivo-Situation durch mechanische Stimulation und Perfusion in einem Bioreaktor in dreidimensionaler Zellkultur. In diesem System ist es möglich, funktionell eine durch die Zellen ausgelöste Gewebebildung zu charakterisieren.