3D-Zellkultur- und Gewebemodelle

3D-Zellkultur- und Gewebemodelle bieten in der biomedizinischen Forschung die Möglichkeit, Zellen in ihrer natürlichen Umgebung zu untersuchen.

Klassische zweidimensionale Zellkulturen simulieren die physiologische Zellumgebung nur bedingt. Sowohl Differenzierungsvorgänge als auch Zellfunktionen werden durch Faktoren beeinflusst, die erst im Gewebeverbund auftreten – zum Beispiel der direkte Zell-Zell-Kontakt oder der Einfluss von Bestandteilen der extrazellulären Matrix (ECM) auf die Zellen.

Modelle für die Grundlagenforschung und klinische Fragestellungen

3D-Kultur- und Gewebemodelle bieten die Möglichkeit, Zellen in ihrer „natürlichen“ Umgebung zu untersuchen. Mit den Methoden des Tissue Engineerings und der Biofabrikation können dreidimensionale Gewebekonstrukte entwickelt werden - sowohl aus einzelnen Zelltypen als auch aus mehreren verschiedenen Zelltypen in komplexen Kokulturen. Derartige 3D-Kulturen sind nicht nur in der Grundlagenforschung interessant, sondern auch zur Erarbeitung von Modellen, in denen Erkenntnisse für die klinische Diagnostik und Therapie gewonnen werden können. Durch ihre vergleichsweise große Aussagekraft besteht ein Ziel hierbei darin, für bestimmte Fragestellungen auch Tierversuche zu ersetzen.

In unseren Arbeiten werden die entwickelten 3D-Konstrukte beispielsweise dazu eingesetzt, im Gewebeverbund die Wechselwirkungen von Stammzellen aus dem Fettgewebe mit anderen Zellen genauer zu charakterisieren und die Rolle von gewebeimmanenten Faktoren für die Gewebeentwicklung und -regeneration zu ermitteln, woraus sich wiederum Potenzial für neuartige Therapieansätze ergibt. Unser Interesse liegt dabei unter anderem in der Untersuchung der Fragestellung, inwieweit das Differenzierungspotenzial von Stammzellen durch „3D-immanente“ Faktoren wie den Zell-ECM-Kontakt beeinflusst wird. In weiteren 3D-Kokulturen wird die Wechselwirkung von Tumorzellen und Stromazellen (Stammzellen, Fettzellen und andere) untersucht, was wiederum für die Tumordiagnostik und -therapie – auch in Zusammenarbeit mit anderen klinischen Arbeitsgruppen – von zunehmendem Interesse ist.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Torsten Blunk
Dr. Petra Bauer-Kreisel