Reaktionen auf Gewebeschäden bei Regeneration und Alterung

Dr. Mikolaj Ogrodnik promovierte am Newcastle Institute for Ageing (Newcastle upon Tyne, Vereinigtes Königreich) und forschte als Post-Doc an der Mayo Clinic (Rochester, MN, USA). Seine Forschung vor und nach der Promotion konzentrierte sich vor allem auf die Beziehung zwischen zellulärer Seneszenz und Organfunktionen bei Alterung und Fettleibigkeit. Ogrodniks Labor erforscht ein breites Spektrum an Themen, darunter:

Kartierung und Steuerung von Zellschicksalen bei Verletzungen

Diese Forschung zielt darauf ab, die raumzeitliche Regulierung der Hautreaktion auf Verletzungen sowie die Mechanismen zu verstehen, durch die Zellen vom Zustand der Verletzung in den Heilungsprozess übergehen. Die Hypothese ist, dass Zellen auf drei Ebenen auf Verletzungen reagieren: durch Aktivierung von Signalwegen, Veränderung von Transkriptionsprofilen und Anpassung der Ribosomenzusammensetzung. Diese Mechanismen „verankern“ Zellen in Zuständen wie Seneszenz, Proliferation, Differenzierung oder Zelltod. Mit diesem Projekt wollen wir das Zusammenspiel zwischen molekularen und zellulären Veränderungen bei Verletzungen in situ besser verstehen und zeitgerechte Interventionen entwickeln, die Signalwege beeinflussen und das Zellschicksal so verändern, dass die Heilungsergebnisse verbessert werden.

Behandlung von traumabedingter Gebrechlichkeit bei älteren Menschen durch anti-seneszente Interventionen

Klinische Daten zeigen, dass ältere Menschen nach Verletzungen verzögerte Heilung, langfristige Komplikationen und eine höhere Mortalität aufweisen. Die Mechanismen hinter diesen Unterschieden werden jedoch noch nicht vollkommen verstanden, und die Behandlungsmöglichkeiten sind begrenzt. Dieses Forschungsprojekt nutzt Erkenntnisse zur Seneszenz im Alterungsprozess und bei Wundheilung, um traumabedingte Gebrechlichkeit zu verbessern. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass ältere Tiere nach Verletzungen vermehrt Gebrechlichkeit und systemische Entzündungen zeigen, was wahrscheinlich durch die Ansammlung seneszenter Zellen bedingt ist. Die Studie untersucht die Rolle seneszenter Zellen bei lokaler und systemischer Entzündung sowie bei Gebrechlichkeit und setzt gezielte anti-seneszente Behandlungen ein. Zudem sollen zirkulierende Faktoren identifiziert werden, die zur seneszenzbedingten Gebrechlichkeit beitragen. Zusammengefasst soll mit diesem Projekt ermittelt werden, welche Eigenschaften gealterter Organe die Gebrechlichkeit älterer Menschen verstärken und neue Behandlungsmöglichkeiten gefunden werden.

Fortschritte im Verständnis schneller Reaktionen auf Gewebeschäden zur Förderung der Regeneration

Einige Tiere, wie der Axolotl, können Gewebe nach schweren Verletzungen regenerieren, während die meisten Säugetiere, einschließlich Mäusen, nur eine begrenzte Regenerationsfähigkeit zeigen und Narbenbildung auftritt. Unter bestimmten Bedingungen ist jedoch auch bei Säugetieren Regeneration möglich. Diese Forschung zielt darauf ab, Unterschiede in den Gewebereaktionen zu identifizieren, die das regenerative Potenzial beeinflussen, indem regenerative und nicht-regenerative Modelle verglichen werden. Der Fokus liegt auf Phänotypen wie Reepithelialisierung, Hautkontraktion und molekularer Signalgebung (z.B. p-rpS6-Induktion, Erk-Signalweg). Durch die Identifizierung von Unterschieden zwischen regenerativen und nicht-regenerativen Bedingungen sollen Ansätze entwickelt werden, die die Geweberegeneration verbessern.

Verbesserung der Transplantationsfähigkeit von künstlicher menschlicher Haut

Gewebekultivierte Hautmodelle zielen darauf ab, die menschliche Physiologie präzise abzubilden, die Abhängigkeit von traditionellen Modellen zu verringern und Hauttransplantate für Wunden und Verbrennungen zu entwickeln. Zwei wesentliche Erkenntnisse leiten diese Forschung: Künstliche Haut ist physiologisch präziser, wenn sie vaskularisiert ist, und in vitro gezüchtete Haut weist Ähnlichkeiten mit verletzter Haut auf. Unser Team hat ein vaskularisiertes menschliches Hautmodell (VascuSKIN) entwickelt und arbeitet daran, dieses durch Anpassung der Bedingungen für optimale Perfusion und in-vivo-ähnliche Eigenschaften weiter zu verfeinern. Der nächste Schritt besteht darin, zwei Varianten künstlicher Haut zu entwickeln: eine, die einem verletzten Hautzustand ähnelt, und eine andere mit einem stabilen, homöostatischen Profil. Diese Varianten werden in präklinischen Studien auf ihre Fähigkeit getestet, sich in das Wirtsgewebe zu integrieren.