Analyse des Effektes von Erythropoietin auf die Wundheilung bei Hauttransplantaten

• Applicant: Dr. Dennis Doleschel
• Subject Area: Biomaterials
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 221482958

Erythropoietin (Epo) ist der Hauptstimulator der Erythropoiese und wird klinisch hauptsächlich zur Behandlung von Anämie bei Niereninsuffizienz eingesetzt. Neuerdings vermehren sich jedoch Hinweise, dass Epo zusätzlich eine Rolle bei Gewebeschutz, -regeneration und der dermalen Wundheilung spielt und die Proliferation, Migration und das Überleben von Keratinozyten und Fibroblasten fördert. So konnte sowohl in präklinischen als auch in klinischen Studien gezeigt werden, dass die dermale Wundheilung durch eine Epo-Behandlung beschleunigt wird. Neue Analysen zeigten, dass Epo in vitro erst in Verbindung mit inflammatorischen Zytokinen wie Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) stimulatorisch auf dermale Stammzellen wirkt. Zudem gibt es Hinweise, dass Epo die Angiogenese fördert.Die dermale Wundheilung ist ein komplexer Prozess, an dem Zytokine, wie z.B. der „Platelet derived growth factor“ (PDGF), „Transforming growth factor beta“ (TGF-β), und verschiedene Zelltypen wie Keratinozyten, Fibroblasten, inflammatorische Zellen, Endothelzellen und Thrombozyten beteiligt sind. Neben der initialen Entzündungsreaktion finden vor allem Zellmigration, -proliferation, Apoptose und Zelldifferenzierungsprozesse statt, bei denen auch Zell-Matrix-Interaktionen eine wichtige Rolle spielen.Die Mechanismen der Epo-vermittelten Wundheilung sind allerdings noch weitgehend unbekannt. Deshalb wollen wir im Rahmen dieses Projektes die Effekte von Epo, auch unter Berücksichtigung eines eventuell notwendigen Ko-Stimulus mit IL-6 und TNF-α, auf die Proliferation und Migration von Keratinozyten und Fibroblasten untersuchen. Zusätzlich werden wir untersuchen, ob Epo eine fördernde Wirkung bei der Transplantat-unterstützten Wundheilung ausübt. Dazu soll das Verhalten von Keratinozyten und Fibroblasten (Proliferation, Migration, Apoptose und Zell-Matrix Interaktionen) in dreidimensionalen Scaffold-Matrices unter Einfluss von Epo in vitro untersucht werden. Zusätzlich wird ein einer Pilotstudie der Effekt von Epo auf das Anwachsen von Hauttransplantaten in vivo im Tiermodell mit molekularer Bildgebung untersucht.Als Scaffoldmaterialien werden feinporige, mit Keratinozyten und Fibroblasten besiedelte Fibringele und Kollagenschwämme verwendet, die in ähnlicher Form auch klinisch als Hauttransplantate eingesetzt werden. Zur longitudinalen, nichtinvasiven Beobachtung der Zellen werden diese mit einem Nah-Infrarot fluoreszierenden (NIRF) Proteinvektor transfiziert. Dies ermöglicht die Visualisierung der Zellen durch Reflexionsbildgebung und eine quantitative Erfassung mittels FMT/CT-Hybridbildgebung, wobei Mikro Computertomographie (μCT) und Fluoreszenz molekulare Tomographie (FMT) direkt kombiniert werden.

• DFG Programme: Research Grants