Erweitern des Matrixraumes - Modulation von Wachstumsfaktorsignalen durch zellinstruktive GAG-Peptid-Hydrogele mit anpassbaren viskoelastischen Eigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr. Carsten Werner
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455424195

Lebende Materie beruht auf einer ungeheuren molekularen Komplexität, die robuste und effektive multifunktionale Systeme ermöglicht. Es gibt eine Reihe von Ansätzen, realistische, modulare Imitationen der extrazellulären Matrix (ECM) mit hoher Komplexität zu schaffen. Die Kombination von Peptiden und Glykosaminoglykanen (GAG) in synthetisch hergestellten biomolekularen Ensembles bietet hierfür eine besonders relevante, bisher aber nur teilweise erforschte Möglichkeit. Dementsprechend ist das übergreifende Ziel des vorgeschlagenen Gemeinschaftsprojekts von Ayala Lampel (Tel Aviv) und Carsten Werner (Dresden) die Erweiterung des chemischen Raums von ECM-mimetischen Matrizen, um (i) Wachstumsfaktor-Signale zu modulieren und (ii) die viskoelastischen Eigenschaften der Materialien in situ durch die Verwendung von GAG- und Peptidbausteinen zu kontrollieren. Das Arbeitsprogramm umfasst das Design und die Synthese von Bibliotheken von GAG- und Peptidbausteinen, kombinatorisches Screening zur Identifizierung neuer Matrizen, Studien auf molekularer Ebene von GAG-Peptid-Interaktionen und die Validierung der Funktionalität der identifizierten Matrizen als zellinstruktive Biomaterialien, die die Proliferation und Morphogenese von Endothelzellen zur Stimulation der Angiogenese auslösen. Es wird erwartet, dass das vorgeschlagene Programm eine Reihe neuer GAG/Peptid-Materialien mit maßgeschneiderter chemischer Zusammensetzung, Strukturen und abstimmbaren viskoelastischen Eigenschaften sowie neue Erkenntnisse über die Sequenz-Struktur-Beziehung in hybriden supramolekularen Biomaterialien liefern wird. Insbesondere wird der Ansatz ein vielseitiges Mittel zur Modulation der GF-Aktivität und der viskoelastischen Eigenschaften von 3D-GAG-basierten Biomaterialien bieten, das über die auf natürlich vorkommenden GAG-GF-Wechselwirkungen beruhenden hinausgeht.Um dies zu erreichen, wird das Projekt die Vorarbeiten und Erfahohen rungen des Werner-Labors für das Design funktioneller GAG-basierter Biomaterialien mit der hKompetenz des Lampel-Labors für das Peptid-Design kombinieren. Die Labors der Universität Tel Aviv (Lampel) und des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden/Max Bergmann Center of Biomaterials (Werner) werden bei diesem integrativen Ansatz zusammenarbeiten, indem sie Wissen und Infrastruktur gemeinsam nutzen und Personal austauschen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländ. Mitantragstellerin: Dr. Ayala Lampel