Der Einfluss von kurzzeitiger Schwerelosigkeit und erhöhter Schwerkraft auf menschliche Knorpelzellen während eines Parabelflugs



Das Wissenschaftseam von Prof. Daniela Grimm erforscht das Verhalten von menschlichen Zellen in  Schwerelosigkeit. Zur Simulation von Schwerelosigkeit auf der Erde benutzen die Wissenschaftler seit einigen Jahren eine "Random Positioning Machine" (RPM) Dieses Gerät kann Zellkulturflaschen um alle drei Raumachsen rotieren und dadurch anstelle des normalerweise einseitig gerichteten einen allseitig wirkenden Schwerkraftreiz erzeugen.

Ein wichtiges Ergebnis der Vorarbeiten zu diesem Experiment war die Beobachtung, dass viele Zellarten - darunter auch die bei dieser anstehenden Kampagne eingesetzten Knorpelzellen - bei Kultivierung auf der RPM sowohl fest am Boden des Zellkulturgefäßes wuchsen als auch frei schwimmende, dreidimensionale Zellzusammenschlüsse bildeten. Die Zellhaufen zeigten darüber hinaus in biochemischen und molekularbiologischen Analysen eine veränderte Zusammensetzung und Elastizität des Extrazellularraums. Diese beeinflussen direkt die Signalwege, die für die Knorpelzelldifferenzierung und -funktion verantwortlich sind.

Bei ihrer Teilnahme an der 12., 13. 14. und 16. DLR Parabelflugkampagne haben die Wissenschaftler bereits an Endothel- und Schilddrüsenkrebszellen beobachtet, dass schon der Reiz einer einzigen Parabel mit 22 Sekunden langer Schwerelosigkeit ausreicht, die Struktur des Zellskeletts zu ändern sowie die Gen- und Proteinexpression zu beeinflussen.  Bei der aktuellen Parabelflugkampagne wollen die Forscher die schwerkraftempfindlichen  Regulationsmechanismen von Knorpelzellen näher untersuchen.

Ziel dieses Projektes ist es, weitere Kenntnis über die Mechanismen des Knorpelaufbaus zu gewinnen, um dieses Wissen langfristig für die gezielte Herstellung von Knorpelgewebe für medizinisch-therapeutische Zwecke einzusetzen.  Darüber hinaus wird Prof. Chun Yang den Einfluss spezieller Membranbestandteile (hier: Integrine und BMP II) auf die Zellen testen.


Kontakt
Prof. Daniela Grimm
Universitätsklinikum Magdeburg

Universitätsklinik für Plastische, Ästhetische und Handchirurgie

Tel: +49 45-871 67693

E-Mail: daniela.grimm@farm.au.dk
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