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Regeneration und Wundheilung

Wundheilungsstörungen, Narben und postoperative Konturdefizite stellen eine relevante Herausforderung im klinischen Alltag dar. Die Wirksamkeit und Sicherheit von Fettinjektionen wurde im Bereich der Hals-Nasen-Ohrenheilkunde sowohl bei Fettaugmentationen der Stimmlippen als auch bei Eingriffen der plastischen Gesichtschirurgie seit mehr als 20 Jahren dokumentiert. Erste Injektionen von Fettgewebe im Kopf-Hals-Bereich fanden bereits im 19. Jahrhundert statt. Die zellbiologischen Hintergründe sind bis heute aber wenig verstanden. Aktuelle Daten lassen vermuten, dass Fettstammzellen das wesentliche regenerative Substrat im Rahmen eines Lipotransfers darstellen.

Fettstammzellen sind eine ethisch unkritische Stammzellquelle und können unkompliziert zum Beispiel bei Fettabsaugungen gewonnen werden. In Tiermodellen finden sich Hinweise, dass adipogene Stammzellen auch günstige Effekte auf die Heilung chronischer radiogener Ulzera ausüben.

Die zellbiologischen Interaktionen von Fettstammzellen mit den relevanten Zellarten der Wundheilung konnten in der Vergangenheit von der Arbeitsgruppe um PD Dr. Haubner beleuchtet werden. Hier wurde gezeigt, dass die direkte Interaktion von Fettstammzellen mit Endothelzellen und Fibroblasten einen modulierenden Effekt auf die Entzündungsreaktion nach externer Bestrahlung ausübt. Auch die histomorphologischen Kennzeichen von bestrahlten Hautarealen, wie Fibrose und reduzierte Mikrozirkulation scheinen Fettinjektionen günstig zu beeinflussen. Die bisherigen klinischen Studien zur Injektion von Fett bzw. Fettstammzellen berichten über keine relevanten klinischen Komplikationen.

Im aktuellen Projekt werden Lipoaspirate, welche mit Hilfe einer neuen, minimal-invasiven Technik gewonnen werden, durch Laboruntersuchungen näher charakterisiert. Messparameter sind die Anzahl an vitalen Zellen sowie deren Zusammensetzung hinsichtlich verschiedener Zellarten. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf Quantität und Qualität der Fettstammzellen. Zudem werden weitere wundheilungsrelevante Inhaltsstoffe wie Wachstumsfaktoren und Zytokine untersucht.

Ein besonderer Fokus dieser Arbeitsgruppe liegt auch auf Untersuchungen zur Sicherheit möglicher Stammzellapplikationen für den Einsatz bei Tumorpatienten. Daher werden Wechselwirkungen von Fettstammzellen und Tumorzellen im Rahmen von Ko-Kultur Versuchen evaluiert.

 

Mitarbeiter

Prof. Dr. Olivier Gires (Laborleiter)

PD Dr. Frank Haubner (Arbeitsgruppenleiter)

Dr. Vera Kohlbauer (Post-Doc)

Sabina Schwenk-Zieger (MTA)

Dr. Kariem Sharaf (wissenschaftlicher Mitarbeiter)

 

Kooperationspartner

Dr. Oliver Felthaus (Abteilung für Plastische und Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Regensburg)

Prof. Dr. Lukas Prantl (Leiter der Abteilung für Plastische und Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Regensburg)

Dr. Yvonne Reinders (Abteilung für Plastische und Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Regensburg)

 

Methoden

Zellkultur: Fibroblasten, Endothelzellen, Tumorzellen, Fettstammzellen

Molekularbiologische Methode: Immunblot, qPCR, FACS, Klonierung von Expressionsplasmiden, rekombinante Proteinexpression, ELISA

Imaging: Immunhistochemie, Zytochemie, Fluoreszenzmikroskopie, konfokale Laser Scanning Mikroskopie

Laser Mikrodissektion

Migrations- und Invasionsassays

 

Drittmittel und Preise

  • ReForM A Projekt "Einfluss wichtiger klinischer Modulatoren auf die kutane Wundheilung", Haubner F,  Dezember 2010
  • DFG Projekt GA 1969/2-1, "Entwicklung eines multizellulären in vitro Modells zur Erforschung protektiver und regenerativer Therapiestrategien der chronischen kutanen Wunde", Gassner HG, Prantl L, Haubner F,  August 2013
  • ZIM-Projekt (2014) "Intelligente Kameratechnologie zur Analyse radiogener Effekte in vitro und in vivo" in Kooperation mit der Firma Presens (Projektträger: Bundeswirtschaftsministerium)
  • Kooperationsprojekt (2017) mit der Firma Spiggle&Theis „Charakterisierung von Lipoaspiraten“
  • CEORL Poster Award 2011. Haubner F , Müller-Vogt U, Ohmann E, Strutz J, Gassner HG. Cellular effects of mechanical stress on cytokine synthesis in a wound healing model
  • APKO Preis 2013. Haubner F , Leyh M, Ohmann E, Pohl F, Prantl L, Gassner HG. Effects of external radiation in a co-culture model of endothelial cells and adipose-derived stem cells. Radiat Oncol . 2013 Mar 20;8(1):66.
  • Broicher Preis der deutschen HNO-Gesellschaft 2014. Leyh M, Gassner HG, Pohl F, Haubner F. Modulation radiogener Effekte durch plättchenreiches Plasma auf Zellen der kutanen Wundheilung in vitro

 

Ausgewählte Publikationen

  • Haubner F, Ohmann E, Pohl F, Prantl L, Strutz J, Gassner HG. Effects of radiation on the expression of adhesion molecules and cytokines in a static model of human dermal microvascular endothelial cells. Clin Hemorheol Microcirc 2012.
  • Haubner F, Leyh M, Ohmann E, Pohl F, Prantl L, Gassner HG. Effects of external radiation in a co-culture model of endothelial cells and adipose-derived stem cells. Radiat Oncol 2013 Mar 20;8(1):66.
  • Haubner F, Gassner HG. [Potential of adipose-derived stem cells concerning the treatment of wound healing complications after radiotherapy]. HNO 2015 Feb;63(2):111-7.
  • Haubner F, Muschter D, Schuster N, Pohl F, Ahrens N, Prantl L, Gassner HG. Platelet-rich plasma stimulates dermal microvascular endothelial cells and adipose derived stem cells after external radiation. Clin Hemorheol Microcirc. 2015 Sep 5;61(2):279-90.
  • Haubner F, Muschter D, Pohl F, Schreml S, Prantl L, Gassner HG. A Co-Culture Model of Fibroblasts and Adipose Tissue-Derived Stem Cells Reveals New Insights into Impaired Wound Healing After Radiotherapy. Int J Mol Sci. 2015 Oct 29;16(11):25947-58.
  • Haubner F, Gassner HG, Pérez Álvarez JC. Injection of Lipotransplants for Wound Healing Complications after Radiotherapy. Laryngorhinootologie. 2016 Apr;95(4):242-4.
  • Reinders Y, Felthaus O, Brockhoff G, Pohl F, Ahrens N, Prantl L, Haubner F. Impact of Platelet-Rich Plasma on Viability and Proliferation in Wound Healing Processes after External Radiation. Int J Mol Sci. 2017 Aug 22;18(8)