Wechselwirkung mechanischer und ernährungsphysiologischer Faktoren auf Anulus- und Nukleuszellen im Rahmen der Bandscheibendegeneration

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Die Bandscheibendegeneration wird durch biologische, genetische und mechanische Faktoren beeinflusst. Veränderungen in der Nährstoffversorgung der Bandscheibe sowie mechanische Umgebungseinflüsse spielen dabei eine wesentliche Rolle. Im beantragten Projekt sollen die Wechselwirkungen beider Einflussfaktoren auf den Turnover der Bandscheibenmatrix untersucht werden. Dabei werden die mechanischen Belastungsbedingungen in der Bandscheibe mit Hilfe spezieller Druck- und Dehnungsgeräte simuliert. Über die Zusammensetzung des Nährmediums (Glucose-Konzentration, Osmolarität) und den Sauerstoffgehalt im Brutschrank werden die in Zusammenhang mit der Bandscheibendegeneration diskutierten Umgebungsfaktoren variiert. Die Bandscheibenzellen werden getrennt nach Anulus und Nukleus in einem dreidimensionalen Kollagenträger diesen Bedingungen ausgesetzt und bezüglich der Expression und Synthese anaboler (Kollagen-I, -II, Aggrecan), kataboler (MMPs und Aggrecanasen) und anti-kataboler Faktoren (TIMP-1, TIMP-2) analysiert. Durch die Analyse angiogener Faktoren (Pleiotrophin, VEGF) sollen regulatorische Mechanismen angiogenetischer Prozesse erfasst werden. Die Untersuchungen liefern Erkenntnisse darüber, welche Parameter den Matrixturnover in der Bandscheibe beeinflussen und tragen damit wesentlich zum Verständnis der Bandscheibendegeneration bei.