Geweberegeneration und Altern

Die Regenerationsfähigkeit von Organen und Geweben nimmt mit zunehmendem Alter ab. Erste Anzeichen einer verminderten Resilienz nach traumatischen Verletzungen werden bereits im Alter von 45 bis 50 Jahren beobachtet. Neben mehreren anderen Faktoren wurde die zelluläre Seneszenz als wesentlicher Treiber für das Altern, altersassoziierte Erkrankungen und damit auch für eine verminderte Belastbarkeit identifiziert. Tatsächlich führt die Eliminierung seneszenter Zellen in verschiedenen vorklinischen Modellen altersassoziierter Erkrankungen wie Osteoarthritis oder Osteoporose, aber auch bei der Knorpel- oder Knochenregeneration nach traumatischen Verletzungen zu einem späteren Einsetzen oder einer Verbesserung der spezifischen Zustände.

Um zu verstehen, wie sich seneszente Zellen, die sich mit zunehmendem Alter im Körper ansammeln, negativ auf die Organ- und Gewebefunktion und -regeneration auswirken, konzentrieren wir uns auf die Funktion von miRNAs (Brenner et al., 2021; Terlecki-Zaniewicz et al., 2019) und differenziell regulierten Proteinen in seneszenten und gestressten Zellen, in Gewebekulturmodellen (Weinmüllner et al., 2017; Weinmüllner et al., 2020) und deren Auswirkungen auf die Geweberegeneration und die Alterung des Organismus (Heissenberger et al., 2020, 2019; Schosserer et al., 2015). ), was auch die Identifizierung neuer senolytischer Ziele und Therapeutika ermöglicht. Darüber hinaus gilt die entzündungsfördernde Aktivität seneszenter Zellen über ihren seneszenz-assoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP) als wichtiger Treiber des Alterungsprozesses und als Inhibitor einer ausreichenden Steigerung der proregenerativen Aktivität der endogenen Reparaturmechanismen. Daher konzentrieren wir uns auf SASP-Faktoren einschließlich Lipide (Narzt et al., 2020; Pils et al., 2021) und zirkulierende miRNAs als Biomarker für seneszente Zelllasten im Organismus oder als Diagnostika bei altersassoziierten Erkrankungen, sowie auf die pro-inflammatorische SASP (Grillari et al., 2020; Hackl et al., 2015; Heilmeier et al., 2022; Morsiani et al., 2021) als therapeutisches Ziel. Wir sind insbesondere daran interessiert, extrazelluläre Vesikel von MSCs als Plattformtechnologie (Gimona et al., 2021; Vogt et al., 2021, 2018) zu potenziellen therapeutischen Strategien für die Geweberegeneration bei jungen und älteren Menschen zu entwickeln. Getestet werden diese in Zusammenarbeit mit allen Gruppen am LBI Trauma, insbesondere im Rahmen der Wundheilung, sowie in der Knochen-, Knorpel- und Neuroregeneration.

Ausgewählte Publikationen

Lushchak O, Schosserer M, Grillari J. Senopathies-Diseases Associated with Cellular Senescence (2023). Biomolecules. 2023 Jun 8;13(6):966. 
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Messner Z, Carro-Vazquez D, Haschka J, Grillari J, Resch H, Muschitz C, Pietschmann P, Zwerina J, Hackl M, Kocijan R (2022). Circulating miRNAs Respond to Denosumab Treatment after Two Years in Postmenopausal Women with Osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab. 2022 Nov 19:dgac667. 

Schanda JE, Heher P, Weigl M, Drechsler S, Schädl B, Prueller J, Kocijan R, Heuberer PR, Hackl M, Muschitz C, Grillari J, Redl H, Feichtinger X, Fialka C, Mittermayr R (2022). Muscle-Specific Micro-Ribonucleic Acids miR-1-3p, miR-133a-3p, and miR-133b Reflect Muscle Regeneration After Single-Dose Zoledronic Acid Following Rotator Cuff Repair in a Rodent Chronic Defect Model. Am J Sports Med. 2022 Oct;50(12):3355-3367. 

Carro Vázquez D, Emini L, Rauner M, Hofbauer C, Grillari J, Diendorfer AB, Eastell R, Hofbauer LC, Hackl M (2022) Effect of Anti-Osteoporotic Treatments on Circulating and Bone MicroRNA Patterns in Osteopenic ZDF Rats. Int J Mol Sci. 2022 Jun 10;23(12):6534. 
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Muschitz C, Hummer M, Grillari J, Hlava A, Birnger AH, Hemetsberger M, Bimai HP (2022) Epidemiology and economic burden of fragility fractures in Austria. Osteoporos Int 2022. Mar;33(3):637-647.
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Zupan J, Strazar K, Kocijan R, Nau T, Grillari J, Marolt Presen D (2021) Age-related alterations and senescence of mesenchymal stromal cells: Implications for regenerative treatments of bones and joints. Mech Ageing Dev 2021 Sep;198:111539. 

Vogt S, Bobbili MR, Stadlmayr G, Stadlbauer K, Kjems J, Rüker F, Grillari J, Wozniak-Knopp (2021). An engineered CD81-based combinatorial library for selecting recombinant binders to cell surface proteins: Laminin binding CD81 enhances cellular uptake of extracellular vesicles. J Extracell Vesicles. 2021 Sep;10(11):e12139.
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Pils V, Terlecki-Zaniewicz L, Schosserer M, Grillari J, Lämmermann I (2021) The role of lipid-based signalling in wound healing and senescence. Mech Ageing Dev2021 Sep;198:111527.

Kocijan R, Weigl M, Skalicky S, Geiger E, Ferguson J, Leinfellner G, Heimel P, Pietschmann P, Grillari J, Redl H, Hackl M (2020) MicroRNA levels in bone and blood change during bisphosphonate and teriparatide therapy in an animal model of postmenopausal osteoporosis. Bone. 2020 Feb;131:115104.