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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-01-01 - 2023-12-31

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) werden aufgrund ihrer immunmodulatorischen Eigenschaften als potenzielle Zelltherapeutika untersucht. In diesem Zusammenhang scheint die Therapie mit MSCs bei der Behandlung von Erkrankungen mit Autoimmun- und Entzündungskomponenten vielversprechend zu sein. Die Rolle von MSCs im Kontext inflammatorischer Erkrankungen ist jedoch nur unzureichend charakterisiert. Die Aufgaben von Toll-like Rezeptoren (TLR) auf und in MSCs sind vielseitig und beinhalten die Steuerung der Proliferation und Migration der MSCs, die Reparatur beschädigter Gewebe, die Förderung der Angiogenese sowie die Regulierung des Immunsystems. In diesem Projekt planen wir neue Zelllinien aus mesenchymalen Stammzellen aufzubauen, bei denen die spezifischen Signalwege von TLR 3 und 4 mithilfe von Optogenetik durch Lichtinduktion ein- bzw. ausgeschalten werden können. Das Einschleusen von Reportergenen ermöglicht zusätzlich eine Echtzeitdetektion der Signalwege. Die so erhaltenen licht-aktivierbaren Zelllinien werden unter physiologischen Bedingungen kultiviert (Hypoxie und 3D Kultur) und sowohl auf ihre Multipotenz (Stammzellcharakter), als auch auf das Potential den proinflammatorischen (MSC1; TLR4 Aktivierung) bzw. antiinflammatorischen (MSC2; TLR3 Aktivierung) Phänotypen auszubilden, getestet. Diese beiden biologischen Phänotypen sollen mit Hilfe von Multiplex-ELISA, Genexpressions- und quantitativen Proteomanalysen genau charakterisiert und mit dem Phänotyp nicht-stimulierter Zellen bzw. primärer Zellen verglichen werden. Die im Rahmen dieses Projektes erworbenen Kompetenzen werden die Zusammenarbeit der Universität Bodenkultur, der IMC FH Krems und der Firma LifeTaq-Analytics verstärken, zu weiteren Kooperationen mit Biotech-Unternehmen führen und zu einem langfristigen Ausbau der jeweiligen Kompetenzfelder im Bereich der Regenerativen Medizin beitragen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-07-01 - 2021-06-30

Zur Therapie degenerativer Krankheiten und zur Stimulation von regenerativen Prozessen rücken extrazelluläre Vesikel immer weiter in den Fokus. In den letzten Jahren wurden viele Stammzelltherapien entwickelt, die großes Potential versprachen Krankheiten zu heilen, welche trotz modernster chirurgischer Methoden und pharmazeutischer Fortschritte und Organtransplantationen nicht heilbar waren. Stammzellbehandlungen sollten der Verlauf der Gewebedegeneration stoppen und die Regeneration einleiten bis zur vollständigen Wiederherstellung von Organfunktionen. Allerdings stellte sich heraus, dass viele Stammzelltherapien ineffektiv sind und selbst autologe Stammzellen unvorhergesehene Risiken, wie zum Beispiel immunologische Abstoßungsreaktionen oder die Entartung von Zellen, mit sich bringen können. Im Zuge der Untersuchung der Wirkungsweisen und Mechanismen von Stammzelltherapien wurde entdeckt, dass einen wichtigen Faktor der Signal- und Informationsübertragung zur Regeneration von Gewebe Stammzell-produzierte Extrazelluläre Vesikel (EV) darstellen. EVs übermitteln biologisch aktive Moleküle wie Proteine, Lipide oder RNA von Stammzellen an geschädigte Zellen und vermitteln so therapeutische Effekte. Wenn EVs effektiv von den produzierenden Zellen isoliert und aufgereinigt werden, könnten deren regenerative Eigenschaften, ohne die üblicherweise bei Stammzell-Therapien auftretenden Risiken, genutzt werden. Die Zell-freie Behandlung mit EVs ist eine vielversprechende Alternative zur Zelltherapie, die effektiver, sicherer und günstiger ist. Jedoch, wie die Effektivität der Stammzelltherapie vom Zustand den Ausgangszellen abhängig ist, ist auch die Beladung der Vesikel abhängig von Zelltyp und deren äußeren Einflüssen. Die Kultivierungsbedingungen der produzierenden Zellen können also direkt die Beladung und damit den therapeutischen Effekt der EVs beeinflussen. Deshalb ist das Ziel dieser Studie, die Beladung und Effektivität von EVs aus unterschiedlichen Kulturbedingungen zu untersuchen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-10-01 - 2020-09-30

Es sollen 3 Versuchsreihen durchgeführt werden wie folgt: - Langzeit-3D-Zellkultur mit mesenchymalen Stammzellen Dabei werden die Zellen eingebettet in die Hydrogele und für 3-5 Tage kultiviert. Anschließend werden sie vereinzelt und in ein neues Hydrogel überführt. Nach dem Passagieren werden Zellzahl und Zellviabilität bestimmt. Die Zellen werden mindestens dreimal passagiert. Daraus wird die kumulative Verdopplung in Abhängigkeit von Zeit und Passagieren bestimmt. Ein statistischer Gruppenvergleich wird getroffen. - Isolation von mesenchymalen Stammzellen aus Nabelschnur und Fettgewebe in PL Matrix Hiermit soll der Effekt der Festigkeit des Trägers auf die Migration von mesenchymalen Stammzellen aus Gewebe heraus auf den Träger (die Matrix) überprüft werden. Die Migration wird überprüft durch hochfrequentes Mikroskopieren. Wenn Migration beobachtet wird, werden die Zellen geerntet und gezählt. Migrationsgeschwindigkeit und Zellzahlen werden verglichen. - Einkapselung von mesenchymalen Stammzellen für Bioreaktor-Kultivierung In diesem Experiment wird überprüft, ob eine hoch-feste PL Matrix stabil genug ist, in einem Rührtank-Bioreaktor zur Anwendung zu kommen. Falls dies der Fall ist, werden mesenchymale Stammzellen eingekapselt in Beads und für fünf Tage im Rührtank-Bioreaktor bei 200 rpm kultiviert. Sollten die Hydrogele nicht fest genug sein, kann einerseits die Festigkeit erhöht oder die Rührgeschwindigkeit verringert werden. Es wird überprüft, ob die Zellen ihre metabolische Aktivität behalten.