Steuerung von Teilung und Differe nzierung mesenchymaler Stammzellen durch Kooperation regioselektiv-derivatisierter Polysaccharide mit Wachstumsfaktoren

Wachstum und Differenzierung mesenchymaler Stammzellen wird durch Wachstumsfaktoren und die extrazelluläre Matrix reguliert. Glykosaminoglykane (GAG) unterstützen die Bildung von Komplexen zwischen Wachstumsfaktor und dessen Rezeptor und spielen auch eine Rolle für deren Aktivierung und Schutz.  Die Aktivität der GAGs wird vor allem durch die Position und den Grad der Sulfatierung sowie deren Kettenlänge bestimmt. In homogenen Synthesen sollen durch regioselektive Funktionalisierung gezielt der Sulfatierungsgrad in, C2-, C3- und C6-Position von Cellulose und Chitosan eingestellt werden. Zudem sollen bei solcherart funktionalisierten Polysacchariden unterschiedliche Kettenlängen eingestellt werden. Die so erhaltenen GAG-analogen Polysaccharide werden mit den Wachstumsfaktoren Wnt3a, TGF-β und BMP-2 in ihrer Wirkung auf Proliferation und Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen untersucht. Das Screening erfolgt anhand der Ausprägung spezifischer Marker für Proliferation, Stammzellcharakter sowie osteogener und chondrogener Differenzierung. Dabei sollen sowohl histochemische, immunhistochemische als auch molekulare Methoden eingesetzt werden. Obschon einige Daten aus der Literatur auf eine spezifische Aktivität synthetischer GAG-analoger Substanzen in Bezug auf einige Wachstumsfaktoren hinweisen, ist wenig über deren Wirkungsmechanismus bekannt. Eine gezielte Variation des Derivatisierungs-grades, eine regioselektive Derviatisierung sowie die Kontrolle des Molekulargewichtes könnte klären, welche Parameter die Interaktion mit Wachstumsfaktoren beeinflussen. Zudem könnten synthetisch hergestellte GAG-analoge Polysaccharide eine interessante Alternative zur Anwendung natürlicher GAGs bei der Kultivierung von Stammzellen und Anwendungen im Bereich des Tissue Engineering darstellen.