Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R

3D-Modellierung muskuloskelettaler Erkrankungen in vitro: Arthrose, Arthritis & Frakturen

Institution:

Charité Universitätsmedizin Berlin
Klinik für Rheumatologie und klinische Immunologie
AG Glucocorticoide & Bioenergetik & 3R-Forschung

Projektleitung:
Homepage:

Unser Forschungsfokus liegt auf der bioenergetischen Adaptation von Zellen an hypoxische Bedingungen, den Wirkungsmechanismen von Glucocorticoiden und den initialen Prozessen bei der Frakturheilung. Wir untersuchen hierbei die Grundlagen immunpathologischer Prozesse, welche die Entstehung von Osteoarthrose, Rheumatoider Arthritis und Frakturheilungsstörungen bedingen und Ansätze für neue Therapien bieten. Grundvoraussetzung und Fundament unserer Forschung ist die Interdisziplinarität und somit die Bandbreite der Expertise unseres Forscherteams bestehend aus Medizinern, Biotechnologen, Biologen, Biochemikern und Tiermedizinern. Während unserer Forschungsarbeiten waren und sind wir immer bestrebt, auf Tierversuche weitestgehend zu verzichten und Alternativmethoden zum Tierversuch zu entwickeln.

Die Entwicklung neuer in vitro Modelle für die biologische Grundlagenforschung ist aufgrund der Komplexität vieler Erkrankungen äußerst schwierig und erfordert daher ein sehr überlegtes, konzentriertes und fokussiertes Herangehen. Dabei sollten vor allem Versuche ersetzt werden, die mit schmerzhaften Eingriffen und starken Belastungen des Tieres einhergehen oder Krankheitsgeschehen des Menschen (z.B. Gelenkentzündungen) betreffen, die im Tier nicht hinreichend modellierbar sind und somit eine Übertragung der gewonnen Daten auf den Menschen erschweren. Folglich muss die Extrapolation auf das humane System durch bessere Modelle optimiert werden, um somit eine effektive Einsparung an Tieren zu erzielen. Wir konzentrieren uns dabei auf die Entwicklung von 3D in vitro Modellen zur Simulation der Osteoarthrose („ArthroMo“), der initialen Phase der Frakturheilung („3DBoMo“) und der Immunpathogenese von Arthritiden („3DInJoMo“). Die üblicherweise verwendeten Modelle sind gerade im muskuloskelettalen Bereich mit zum Teil erheblichen Belastungen und Schmerz für das Tier verbunden, zudem herrscht aufgrund der komplexen Zusammenhänge der zugrundeliegenden Mechanismen der Erkrankungen eine Alternativmethodenlücke. Mithilfe unserer neuen Modelle wollen wir versuchen diese Alternativmethodenlücken zu schließen und Einsparungen von Tieren in Versuchen zu ermöglichen.

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