Analyse der Osteomyelitisentstehung in einem translationalen 3D-Gewebe-Modell: Haut-Knochen-Endothel-Integration und bakterielle Inokulation zur Optimierung klinischer Behandlungsansätze

Status:

laufend

Zielsetzung:

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen humanen 3D-Modells der Osteomyelitis, das aus Knochen-, Endothel- und Hautgewebe besteht. Dieses vaskularisierte und später bakterieninfizierte Modell soll die Entstehung und den Verlauf von Knocheninfektionen realitätsnäher abbilden als zweidimensionale Zellkulturen, um pathophysiologische Mechanismen besser zu verstehen und Hinweise auf Behandlungsansätze zu finden.

Aktivitäten/Methoden:

Das Modell wird in einem mehrstufigen Tissue-Engineering-Prozess aufgebaut. Zunächst synthetisieren humane Osteoblasten eine mineralisierte extrazelluläre Knochenmatrix, die anschließend mittels modifizierter chemischer Dezellularisierung gereinigt und mit osteogenen und osteoklastären Vorläuferzellen rezellularisiert wird. Durch Ko-Kultur mit humanen Endothelzellen werden angiogeneseähnliche Gefäßstrukturen etabliert. Dieses vaskularisierte Knochenäquivalent wird anschließend mit einem organotypischen 3D-Hautmodell kombiniert. Nach vollständiger Differenzierung erfolgt die definierte Inokulation mit biofilmbildenden Staphylococcus aureus-Laborstämmen sowie klinischen Wildtyp-Isolaten. Der Infektions- und Biofilmverlauf wird über Zytokinprofilierung, histologische und immunfluoreszente Analysen, Vitalitäts- und Permeabilitätsassays sowie quantitative und bildgebende Biofilmverfahren charakterisiert.

Stand: