AG Hoffmann
Biologie des Bewegungsapparates
Links: Gentechnisch veränderte MSZ zeigen in Zellkultur eine sehnenzell-ähnliche Morphologie (links, oberste Abb.). In vivo wird makroskopisch (links, mittl. Abb.) und elektronenmikroskopisch (links, unterste Abb.) sichtbares sehnen-ähnliches Gewebe gebildet. Histologisch wird ein Sehnen-Knochen-Übergang (OTJ) nachgewiesen (rechts).
Mitte: Einsatz von MSZ bei Cochlea-Implantaten (Schema).
Rechts: Reinigung von mesenchymalen Stamzellen.
Die Arbeitsgruppe „Biologie des Bewegungsapparates“ der Klinik für Unfallchirurgie (Leiter Prof. Dr. med. C. Krettek) unter der Leitung von Frau Prof. Dr. rer. nat. Andrea Hoffmann bearbeitet unter anderem molekulare, biochemische und zellbiologische Fragestellungen. Aufbauend auf Ergebnissen aus eigener Grundlagenforschung werden im Rahmen anwendungsorientierter Arbeiten Strategien für neuartige therapeutische Ansätze im Bereich der Regenerativen Medizin entwickelt, um z. B. medizinische Implantate zu optimieren. Der Fokus liegt dabei auf Geweben des Bewegungsapparates und in enger Kooperation mit der HNO-Klinik im VIANNA auch auf dem Innenohr. Mesenchymale Stammzellen (MSZ), die vom Patienten durch einfache, wenig belastende Verfahren gewonnen werden können, dienen als Quelle für eine mögliche Zellersatztherapie („Tissue Engineering“). Sie werden z.B. mit neurotrophen Wachstums- oder -Transkriptionsfaktoren modifiziert, um sie als „Drug Delivery“-System für Cochlea-Implantate zu nutzen. Weitere Fragestellungen betreffen
- anti-inflammatorische und stammzell-abhängige Strategien zur Hemmung von Entzündungen und zur Beschleunigung der Gewebe-Regeneration
- Aufklärung und gezielten therapeutischen Einsatz von Signalkaskaden in MSZ
- die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Entzündung und Gewebe- entwicklung auf molekularer und zellulärer Ebene.
Arbeitstechniken:
Proteinbestimmung, SDS-Gelelektrophorese, Western Blotting, Aufreinigung von Proteinen durch Säulenchromatographie, Aminosäureanalyse und ‑sequenzierung, Herstellung und Applikation von mono- und polyklonalen Antikörpern, Durchflußzytometrie (FACS, MACS), ELISA, Immunzyto- und -histochemie, Signal-transduktionsanalyse durch Techniken wie "Yeast Two Hybrid System", Co-Immunpräzipitation, Phosphorylierungsanalytik,
Quantifizierung des Kohlenhydratanteils von Glykoproteinen, Spezialkenntnisse in der Strukturanalytik des Kohlenhydratanteils von Glykoproteinen: spezielle chromato-grafische (HPLC, FPLC, "Dionex") und enzymatische Verfahren (Sialidase, PNGase F etc.), massen- (FAB, ESI, MALDI) und kernresonanzspektroskopische Methoden,
Isolierung und Charakterisierung von Nukleinsäuren (RNA, DNA), Synthese von cDNA, PCR und RT-PCR (semiquantitativ, quantitativ), Klonierung und DNA-Sequenzierung, Extraktion genomischer DNA aus extrem kleinen Gewebestücken (Biopsien), PCR- und RFLP-Verfahren zur Analyse von Genpolymorphismen, Northern Blotting, in-situ-Hybridisierung, Arbeiten mit siRNA/miRNA, RNA-Expres-sionsanalysen,
Expression von Proteinen in eukaryontischen Zell-Linien und in Primärzellen (plasmidbasiert, adeno-/lentiviral),
Isolierung und Charakterisierung von mesenchymalen Stammzellen und ihre gentechnische Manipulation,
Tiermodelle (in Kooperation mit verschiedenen Arbeitsgruppen)
Projekte:
· Charakterisierung von MSZ
· Einsatz von MSZ für Cochlea-Implantate: Entwicklung einer Biohybrid-Elektrode
Warnecke, A. et al. (2007): Cell-delivered neurotrophic factor promotes survival of cultured spiral ganglions. NeuroReport, Vol. 18, S. 1683-1686
Wissel, K. et al. (2008): Fibroblast-mediated delivery of GDNF induces neuronal-like outgrowth in PC12 cells. Otology and Neurotology, Vol. 29, S. 475-481
· Einsatz eines Transkriptions- und eines Wachstumsfaktors zur Wiederherstellung von Sehnen-Knochenübergängen
Shahab-Osterloh, S.*, Witte, F.*, Hoffmann, A.* et al. (2010): Mesenchymal Stem Cell-Dependent Formation of Heterotopic Tendon-Bone Insertions/Osteotendinous Junctions. Stem Cells, Vol. 28, S.1590-1601
Hoffmann, A. et al. (2006): Neotendon formation induced by manipulation of the Smad8 signalling pathway in mesenchymal stem cells. Journal of Clinical Investigation, Vol. 116, S.940-952
· Optimierung von Titan- und Keramikimplantaten für Knochen und das Mittelohr
Lorenz, C., Hoffmann, A., et al. (2010): Coating of titanium implant materials with thin polymeric films for binding the signalling protein BMP2. Macromolecular Bioscience, im Druck
Adden, N., Hoffmann, A. et al. (2007): Screening of Photochemically Grafted Polymer Films for Compatibility with Osteogenic Precursor Cells. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, Vol. 18, S. 303-316
· Die Rolle der entzündungsabhängigen Phosphorylierung der Transkriptionsfaktoren E12/E47 durch TAK1 im muskulo-skelettalen System
· Chimäre Wachstumsfaktor-Rezeptoren zur Knorpelregeneration
Winkel, A. et al. (2008): Wnt-ligand-dependent interaction of TAK1 (TGF-b-Activated Kinase-1) with the receptor tyrosine kinase Ror2 modulates canonical Wnt-signalling. Cellular Signalling, Vol. 20, S. 2134-2144
· Die Rolle des Enzyms (Kinase) TAK1 bei der rheumatoiden Arthritis
Courties, G. und Seiffart, V. et al. (2010): In vivo RNAi-mediated silencing of TAK1 decreases inflammatory Th1 and Th17 cells through targeting of myeloid cells. Blood, im Druck.
Hoffmann, A. et al. (2005): TGF-b activated kinase-1 (TAK1), a MAP3K, interacts with Smad proteins and interferes with osteogenesis in murine mesenchymal progenitors. Journal of Biological Chemistry, Vol. 280, S. 27271-27283
Link zur UCH-Site:
www.mh-hannover.de/tissueengineering.html
www.mh-hannover.de/unfallchirurgie.html
Kontakt: Prof. Dr. rer. nat. A. Hoffmann: Hoffmann.Andrea@mh-hannover.de
