Ziel des vorliegenden Projektes ist die Steuerung des Proliferations- und Differenzierungsver­haltens humaner Präadipozyten und endothelialer Vorläuferzellen (EPC) auf mikroporösen, dreidimensionalen Vliesstrukturen, um den Aufbau eines vaskularisierten Fettgewebekonstrukts zu ermöglichen. Diese Steuerung soll erfolgen durch (i) peptidfunktionalisierte, resorbierbare Polymere, die mittels Elektrospinning zu wirkstoffbeladenen Nanofasern verarbeitet werden und Wachstumsfaktoren kontinuierlich freisetzen und durch (ii) nicht-virale Transfektion mit Polymer-basierten Nanosphären, die die für Wachstumsfaktoren kodierende Plasmide nach intrazellulär transportieren.

Folgende wissenschaftlichen Fragestellungen sollen bearbeitet werden:

• Wie können mikroporöse, dreidimensionale, resorbierbare Vliese mit zufälliger Porengröße (zwischen 150 und 400µm) als Gerüst zur Züchtung von Fettgewebe optimiert werden?
• Können peptidfunktionalisierte (z.B. RGD=Fibronektinsequenz, YIGSR=Lamininsequenz) Nanofasern eine höhere Zelladhäsion von Präadipozyten und Endothelvorläuferzellen bewirken?
• Welchen Einfluss hat die Verwendung elektrogesponnener, schnell resorbierbarer Nanofasern mit biologischer Funktionalisierung auf menschliche Fettgewebevorläuferzellen des Fettgewebes in der mikroporösen Vliesstruktur und auf die gezielte Ausdifferenzierung dieser Zellen zu reifen Fettzellen? Welchen Einfluss hat sie auf EPC und deren dreidimensionale Ausrichtung und Ausdifferenzierung bzw. Organisation zu vaskulären Strukturen? Läßt sich z.B. durch Fasermodifikation mit Fragmenten des Vascular Endothelial Growth Factors (VEGF) die Konstruktvaskularisierung verbessern bzw. beschleunigen?
• Da bekannt ist, dass sich Endothelzellen und Fettzellen durch verschiedene Wachstumsfaktoren gegenseitig in ihrer Zellphysiologie beeinflussen, soll hier untersucht werden, inwieweit in einem Co-Kultursystem aus humanen Präadipozyten und endothelialen Vorläuferzellen (EPC) eine gegenseitige Beeinflussung von Proliferation und Differenzierung der jeweiligen Vorläuferzellen stattfindet.
• Für Stickstoffmonoxiddonoren konnte eine Steigerung der Differenzierung von Fettgewebsvorläuferzellen zu reifen Fettzellen gezeigt werden. Kann nun die in Nanofasern inkorporierte Stickstoffmonoxidvorstufe Arginin als Drug Release System diese Ausdifferenzierung von Präadipozyten noch weiter steigern?
• Lässt sich die Proliferation, Ausdifferenzierung und dreidimensionale Organisation auf Vlieskonstrukten von Präadipozyten und EPC durch nicht-virale Transfektion optimieren, bei der Polymer-basierte Nanosphären die für die Wachstumsfaktoren VEGF, basal fibroblast growth factor (bFGF) und insulin-like growth factor 1 (IGF-1)-kodierenden Plasmide nach intrazellulär transportieren.