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DFG Sonderforschungsbereich 1444

Der Sonderforschungsbereich zielt darauf ab, am Beispiel der Knochenheilung die grundlegenden Mechanismen zu entschlüsseln, die zwischen Erfolg und Misserfolg bei der Regeneration von muskuloskelettalem Gewebe ausschlaggebend sind.

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Teilprojekt 13 - Projektleitung

Univ.- Prof. Dr.-Ing. Georg Duda

Sprecher, Teilprojekte 9 & 13, Administrative Project

Verständnis und Gestaltung der Knochenregeneration durch zelluläre Stoffwechselanpassung

Sawitzki und Duda analysieren die metabolischen Kaskaden in der Knochenheilung. Weder die zeitliche Kinetik ist hinreichend bekannt noch gar ihre Steuerung in der Knochenregeneration möglich. Erste Daten zeigten Unterschiede im Stoffwechsel zwischen erfolgreicher Heilung im Jungen und verzögerter im Älteren. Biosynthetische Zwischenprodukte aus der Glykolyse und dem TCA-Zyklus zeigten einen schnelleren und stärkeren Anstieg bei jungen Tieren im Vergleich zu älteren. Auch Metaboliten wie Laktat und Succinat können als Signalmoleküle fungieren, die die Funktionalität von Immunzellen sowie die Bildung von Knochenmatrix beeinflussen. Sawitzki und Duda wollen zeigen, welche Zellpopulationen eine metabolische Reprogrammierung durchlaufen, welche lokalen Signale und interzellulären Kommunikationswege diese Reprogrammierung steuern, ob die Stoffwechselunterschiede zu einer erfolgreichen gegenüber einer verzögerten Heilung beitragen und ob und wie der zelluläre Stoffwechsel so verändert werden könnte, dass er Knochenregenerationsprozesse unterstützt. Eine fein abgestimmte Kommunikation zwischen Zellen (z.B. Immunzellen, Fibroblasten) in der frühen, metabolisch herausfordernden Phase der Heilung ist zentral für metabolische Anpassungen und damit für eine erfolgreiche zelluläre Selbstorganisation bei der frühen Kallusbildung.