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Tissue Engineering ist ein sich rasant entwickelnder Sektor in der medizinischen Forschung. Mittels körpereigener Stammzellen und geeigneten Trägermaterialien soll ein möglichst funktionstüchtiges Ersatzgewebe produziert werden. Beim Tissue Engineering des Knochens sind Kryogele ein häufig verwendetes Trägermaterial, da es poröse Strukturen in 3D nachbilden kann. Mesenchymale Stammzellen können sich in funktionelle Knochenzellen entwickeln und aus verschiedenen Körpergeweben gewonnen werden. Im vorliegenden Projekt wurden vier verschiedene Trägermaterialien auf Kryogelbasis hergestellt und hinsichtlich des physikalischen Verhaltens charakterisiert. Anschließend wurden aus Fettgewebe abgeleitete Stammzellen auf den Trägermaterialien ausgesät und osteogen differenziert. Durch Messung spezifischer Funktions- und Stoffwechselparameter sollte das osteogene Potential der 3D-Produkte mit dem einer osteogen differenzierten 2D-Kultur verglichen werden. Die vier verschiedenen Kryogele mit den jeweils charakteristischen Zusatzstoffen Platelet-rich Plasma, Kollagen, immunzellkonditioniertes Medium und RGD-Peptide wurden produziert und auf ihre Steifigkeit, Porengröße und Porosität geprüft. Parallel wurden aus Fettgewebe abgeleitete Stammzellen isoliert, kultiviert und einer Qualitätskontrolle unterzogen. Nach anschließender Aussaat der Stammzellen auf den Trägermaterialien und osteogener Differenzierung für 14 Tage wurde die DNA-Menge und die Zellaktivität im Verlauf untersucht und mit einer 2D-Kultur verglichen. Zuletzt wurden die physikalischen Änderungen der Trägermaterialien bei Besiedelung im zeitlichen Verlauf untersucht. Die Versuche konnten aufzeigen, dass die physikalischen Eigenschaften der Trägermaterialien in vielerlei Hinsicht günstige Basisparameter für die Besiedelung bilden. Das Trägermaterial des Typs Kollagen konnte dabei am meisten überzeugen. Im Verlauf der Differenzierung zeigte sich je nach Messparameter ein heterogenes Bild welches Trägermaterial die besten Bedingungen zur Differenzierung bietet. Insgesamt können die vier Kryogele die physiologischen dreidimensionalen Bedingungen besser als eine 2D Kultur abbilden, bei den Messmethoden während der Differenzierung zeigt sich jedoch die Komplexität der 3D-Kultur. Damit sind die verwendeten Kryogele und die Messmethoden in 3D auch in Zukunft weiterzuentwickeln, um dem Ziel eines Knochenersatzmaterials noch näher zu kommen.

Canine Osteosarkome sind bösartige Knochentumore, die am häufigsten in großen und besonders großen Hunderassen wie Rottweiler, Bernhardiner, Irischer Wolfshund und Dänischer Dogge vorkommen, mit Metastasenbildung in der Lunge oder, seltener, in anderen Knochen oder Weichteilen. Die Inzidenz von Osteosarkomen ist in Hunden 60-fach höher verglichen mit menschlichen Fällen. Studien an Hunden werden oft als Modellsysteme für Behandlung von Menschen mitgenutzt. Neuere Behandlungsansätze für metastasierende canine Osteosarkome sind immer noch gefragt. Der vor kurzem entwickelte kleine molekulare Agonist SR9009 wurde im Kontext von neuen Behandlungen gegen humane Glioblastome, Lungenkrebs und andere Krebsarten untersucht und zeigte selektive Toxizität. SR9009 hat ebenso potentielle unterstützende Wirkung in Skelettmuskelaktivität, Biogenese und Respiration von Mitochondrien. In dieser Studie wurden canine Osteosarkom-Zellen (D17) als Sphäroide kultiviert, da sie so die dreidimensionale Struktur und das Umfeld von Mikrotumoren simulieren. Diese wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen von SR9009 behandelt, um dessen potentielle Anti-Tumor-Effekte zu untersuchen. SR9009 zeigte einen konzentrationsabhängigen anti-proliferativen Effekt. Dieser Effekt wurde allerdings nicht wie postuliert über den apoptotischen Pfad ausgelöst. Die Behandlung mit SR9009 zeigte eine konzentrationsabhängige Herunterregulierung von drei molekularen Markern, die in malignen caninen Osteosarkomen überexprimiert waren: CXCR4, PDGFRA und EGFR. Auch die invasive Aktivität der Sphäroide war nach SR9009-Behandlung konzentrationsabhängig stark reduziert. Eine kombinierte Behandlung von SR9009 mit dem derzeit genutzten Chemotherapeutikum Doxorubicin zeigte noch stärkere toxische Effekte und könnte daher neue Behandlungsoptionen bieten. Canine osteosarcoma is a form of malignant bone tumor most common in large and giant dog breeds such as Rottweilers, Saint Bernards, Irish Wolfhounds or Great Danes, often manifesting metastases in the lung or, more rarely, other bones or soft tissues. Incidence of osteosarcoma in dogs is up to 60 times higher compared to human cases, and studies in dogs are often used as model systems for human treatment as well. Further treatment options for metastasizing canine osteosarcoma are still in need. Recently developed small molecular agonist SR9009 has been investigated in treating human glioblastoma, lung carcinoma and other cancer types, exhibiting selective toxicity. SR9009 has also been indicated in promoting skeletal muscle activity, mitochondria biogenesis and respiration. In this study, canine osteosarcoma cells (D17) were cultured in form of spheroids, simulating the three-dimensional structure and environment of microtumors. They were treated with varying concentrations of SR9009 to investigate potential anti-tumor effects. SR9009 exhibited a concentration-dependent anti-proliferative effect in concentration ranges previously used in vitro and in vivo, however, not induced via the apoptotic pathway, as previously theorized. Treatment with SR9009 showed concentration-dependent downregulation of three molecular markers overexpressed in malignant canine osteosarcoma: CXCR4, PDGFRA and EGFR. Moreover, invasive activity of the spheroids was strongly reduced after SR9009-treatment in a concentration-dependent manner. Combinatorial treatment of SR9009 with currently employed chemotherapeutic doxorubicin showed even stronger anti-tumor effects and may also provide a new treatment avenue. submitted by: Anna Franziska Saßmann Auch als Printexemplar in der Bibliothek verfügbar Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2021

Fragestellung: Weichgewebssarkome (STS) sind bösartige Tumore mesenchymalen Ursprungs, es sind mehr als 50 morphologische Subtypen beschrieben. Die Prognose von STS, insbesondere bei Kindern, ist nicht befriedigend. Neue 3-dimensionale Kultursysteme sind notwendig, da sie die Untersuchung der individuellen[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018)

Fragestellung: Die fettige Infiltration stellt einen entscheidenden Risikofaktor für die Heilung nach der chirurgischen Rekonstruktion der Rotatorenmanschette (RM) dar. Ziel der Studie war es, aus zellbiologischer Sicht mögliche Einflussparameter zu identifizieren, die für eine schlechtere[for full text, please go to the a.m. URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

Ziel dieser Arbeit war es, mesenchymale Progenitorzellen (MPC) aus Knochenmark in einer dreidimensionalen Kollagen Typ I-Matrix osteogen zu differenzieren und bezüglich ihrer Reaktion auf mechanische Reize mit undifferenzierten Progenitorzellen zu vergleichen. Die MPC wurden parallel in Expansions- und Differenzierungsmedium kultiviert, um unterschiedlich weit differenzierte MPC-Populationen zu erhalten, deren Reaktion auf zyklische mechanische Dehnung verglichen wurde. Untersucht wurden der Einfluss der Kulturmedien, der Kultivierungsdauer und des mechanischen Reizes auf mRNA-Ebene mittels real-time-PCR und auf Proteinebene mittels ELISA und histochemischen Färbemethoden. Es wurden die Dauer der Differenzierung, die Zelldichte und die Art der Zellkultivierung variiert. Unter Differenzierungsbedingungen wurden einige osteogene Marker stärker exprimiert als unter Expansionsbedingungen. Eine Mineralisierung der Kollagengele fand nur bei höherer Zelldichte (>1x106 Zellen/Gel) statt. Eine Vordifferenzierung im Monolayer vor der Kultivierung im Kollagengel konnte die Differenzierung nicht beschleunigen. Auch die Expression von Matrixmetalloproteinasen war teilweise vom Differenzierungsstadium der MPC beeinflusst. Die mechanische Stimulation führte zu einer Erhöhung osteogener Marker, wobei manche Gene unter Expansions- und Differenzierungsbedingungen, manche Gene nur unter Differenzierungsbedingungen auf den mechanischen Reiz ansprachen. Auch die Reaktion der Matrixmetalloproteinasen auf den mechanischen Reiz war zum Teil abhängig von der Zelldichte und den Differenzierungsbedingungen. Die Daten zeigen, dass sowohl die Differenzierung der MPC als auch die Reaktion der MPC auf den mechanischen Reiz stark von Zelldichte und Kulturmedien beeinflusst werden. Mechanische Reize erhöhen die Expression früher osteogener Marker und modulieren die Expression Matrix-abbauender Gene.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Funktion des morphoregulatorischen Faktors Epimorphin an zwei Subklonen der Pankreasadenokarzinom-Zelllinie A818 untersucht. Der Subklon A818-6 bildet unter 3D-Kulturbedingungen ein- schichtige epitheliale Hohlkugeln („hollow spheres“) aus. In dieser Struktur vorliegende Zellen weisen wieder Eigenschaften normaler epithelialer Pankreasgangzellen auf. Im Gegensatz zu A818-6 entwickelt der Subklon A818-4 lediglich kompakte Sphäroide. Untersuchungen zu einer möglichen induktiven Wirkung des Epimorphin auf die Lumenbildung wurden an Epimorphin-überexprimierenden A818-4- und A818-6-Transduktanten durchgeführt. Diese Daten offenbarten keinen Einfluss auf die Morphologie. Die physiologische Funktion des Epimorphin wurde insbesondere an A818-6-Zellen näher charakterisiert, um Rückschlüsse auf einen potentiell morphoregulatorischen Einfluss ziehen zu können. Die Ergebnisse sprechen für eine Funktion des Epimorphin auf Ebene des Vesikeltransports, wodurch es die Zellpolarisierung ermöglicht und damit die Basis für die Zelldifferenzierung schafft.