Forschungsstandort Münster
Translationale muskuloskelettale Forschung in innovativer Struktur
Die muskuloskelettale Medizin in Münster blickt auf eine lange Historie zurück. Auf erfolgreiche Forschungsstrukturen aufbauend wurde 2009 im Zuge der Gründung des Zentrums für Muskuloskelettale Medizin das Institut für Muskuloskelettale Medizin (IMM)
eingerichtet. Mit der Absicht, verschiedene Ressourcen im Bereich der Forschung zu Erkrankungen des Bewegungsapparates zu bündeln, soll Spitzenforschung auf Spitzenmedizin treffen.
Das ist das Ziel in Münster: einerseits muskuloskelettale Grundlagenforschung im Kontext der Stärken des Standortes durchzuführen,
gleichzeitig jedoch diese eng an klinischen Problemen auszurichten und im Sinne einer Translationsforschung mit der Klinik zu verzahnen. Umgekehrt sollen klinische Fragestellungen direkt in ihrem wissenschaftlichen Kontext untersucht und mithilfe ihrer Methoden beantwortet werden, um eine Translation in beide Richtungen zu etablieren. Indem das Spektrum aus Fächern wie Orthopädie, Unfallchirurgie, Osteologie und Rheumatologie um Disziplinen wie Entwicklungsbiologie ergänzt wird,
zählt die Interdisziplinarität außerdem zu den entscheidenden Merkmalen des Instituts. Dabei ist die Ausrichtung nicht
nur inhaltlich, sondern auch strukturell geprägt.
Das Institut für Muskuloskelettale Medizin (IMM) ist heute eines der großen Forschungsinstitute der medizinischen Fakultät in Münster und besteht aus fünf selbstständigen Abteilungen sowie zwei Funktionsbereichen. Gründungsdirektor ist Prof. Dr. Thomas Pap.
Die Abteilung für Molekulare Medizin (Leitung: Prof. Dr. Thomas Pap) beschäftigt sich mit molekularen Krankheitsmechanismen
bei entzündlichen, degenerativen und malignen Erkrankungen des Bewegungsapparates. Ein Schwerpunkt ist der Einfluss von
Entzündungsvorgängen auf die Knochenhomöostase (Arbeitsgruppe Osteoimmunologie, Dr. Berno Dankbar). Dabei liegt der Fokus auf den zellulären Wechselwirkungen zwischen Entzündungszellen, entzündetem Bindegewebe und Knochenzellen sowie Fragen zur
Tumormetastasierung in den Knochen. Außerdem wird der Blick auf die mesenchymalen Entzündungsreaktionen bei chronisch-entzündlichen Gelenkerkrankungen (Arbeitsgruppe Synoviale Pathologie, Dr. Adelheid Korb-Pap) gerichtet. Im Fokus steht die Aktivierung lokaler Bindegewebszellen bei Erkrankungen wie der Rheumatoiden Arthritis, insbesondere die Untersuchung von Molekülen, die die Adhäsions-, Invasions- und Migrationsvorgänge regulieren. Biologie und Pathologie des Knorpels prägen den dritten Abteilungsschwerpunkt (Arbeitsgruppe Knorpelbiologie, Dr. Joanna Sherwood), der auf Mechanismen degenerativer Knorpelveränderungen fokussiert. Dabei wird der Hypothese nachgegangen, dass ein Verlust der phänotypischen Stabilität in Chrondrozyten des Gelenkknorpels ein sehr zentrales und frühes Ereignis in der Entwicklung der Osteoarthrose ist.
Die zweite Forschungsabteilung ist die Abteilung für Knochen- und Skelettforschung (Leitung: Prof. Dr. Christine Hartmann). Sie beschäftigt sich mit dem Ablauf und den Mechanismen der Differenzierung von Knorpelzellen beziehungsweise deren Kommunikation mit dem umliegenden Gewebe vorwiegend während der Embryonalentwicklung. Die Schwerpunkte der Forschung liegen darin, die komplexen Funktionen des kanonischen Wnt-Signalweges in den unterschiedlichen Prozessen zu entschlüsseln. Entscheidende Erkenntnisse hinsichtlich der Rolle des kanonischen Wnt-Signalweges für die Differenzierung von Chondrozyten, Osteoblasten und Gelenksvorläuferzellen wurden bereits geliefert. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen aufzudecken, ist das Forschungsziel. Weiterhin werden Impulse, die für die gezielte Differenzierung von Vorläuferzellen in bestimmte Zelltypen (z. B. Osteoblasten) sowie Ansätze zur Modulation dieses Signalweges bei Erkrankungen (z. B. der Osteoporose) erwartet.
Die Abteilung mit dem Lehrstuhl für Translationale Regenerative Medizin (Leitung: Prof. Dr. Richard Stange) ist spezialisiert auf die Erforschung von Heilungs- und Regenerationsstörungen des Muskel-Skelett-Systems unter Bedingungen wie Alter, Trauma, Osteoporose, chronischer Entzündung, Diabetes oder anderer Erkrankungen. Schwerpunktmäßig werden die Regeneration des Knochens und der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Frakturheilung erforscht. Mithilfe verschiedener muriner Frakturmodelle sowie genetisch veränderter Modelle zur Untersuchung der Knochenalterung werden die Zell-Matrix-Interaktion und deren Einfluss auf Knochenbildung, -regeneration und -heilung analysiert.
Die Abteilung mit Lehrstuhl für Translationale Rheumatologie und Immunologie (Leitung: Prof. Dr. Martin Kriegel) erforscht die Entstehung von rheumatischen und anderen immunvermittelten Erkrankungen mit einem Schwerpunkt auf der Rolle des Mikrobioms. Sie untersucht die Interaktion zwischen dem Immunsystem und kommensalen Bakterien auf der Haut, dem Darm und anderen mukosalen Flächen wie dem Mundraum. Die Arbeitsgruppe hat zuvor krankheitsfördernde Keime entdeckt, die durch verschiedene zelluläre und molekulare Mechanismen Autoimmunität anstoßen.
Zusätzlich gehört zum IMM die Abteilung Plastische und Rekonstruktive Chirurgie (Leitung: Prof. Dr. Tobias Hirsch). Hier werden translationale Projekte im Bereich der Rekonstruktion, Regeneration und Transplantation von komplexen Geweben durchgeführt. „Vascularized Composite Allotransplantation“, die autologe Transplantation von Stammzellen zum Haut- und Weichgewebsersatz
sowie die Verwendung innovativer lappenplastischer Deckungsverfahren mit mikrovaskulärem Gefäßanschluss stehen im Vordergrund.
Die Funktionsbereiche am IMM stellen selbstständige Einheiten dar, die neben der Durchführung eigener Forschungsvorhaben vor allem der wissenschaftlichen Vernetzung und der Verzahnung von Forschung und Klinik dienen.
Der Funktionsbereich Biomechanik (Leitung: PD Dr. Christoph Katthagen) ist Teil des Institutes, gehört aber gleichzeitig zur Klinik für Unfall-, Hand und Wiederherstellungschirurgie (Leitung: Prof. Dr. Michael J. Raschke). Die Arbeitsgruppen beschäftigen sich dort mit den biomechanischen Eigenschaften von humanen Gelenken, Implantaten sowie mit neuen Operationstechniken. Das Labor verfügt über zwei Kuka-Roboter, verschiedene Materialprüfmaschinen sowie ein optisches Messsystem.
Der Funktionsbereich Elektronenmikroskopie (Leitung: Dr. Uwe Hansen) beschäftigt sich mit der ultrastrukturellen Darstellung von Zellbestandteilen mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Die Plattform bietet als Bindeglied Forschungsgruppen wissenschaftliche und technische Unterstützung, von der Wahl der richtigen Präparationstechniken bis hin zur Interpretation der gewonnenen Ergebnisse. Ziel ist der Zusammenhang von Ultrastruktur und Funktion zur Beantwortung einer Vielzahl von biologischen Fragestellungen. Die Identifizierung von subzellulären Strukturen dient der Bestätigung und Untermauerung von lichtmikroskopischen und biochemischen Ergebnissen und liefert Informationen, die auf andere Weise nur schwer zu erreichen sind.
Das IMM gehört zu den drittmittelstarken Einrichtungen der Medizinischen Fakultät in Münster, die überwiegende Förderung stammt von staatlichen Organisationen. So stellt die erfolgreiche Bewilligung des BMBF-Konsortiums MESINFLAME (Integrative preclinical strategies for targeting the local mesenchyme as a regulator of tissue specificity in inflammatory musculoskeletal disorders), das von Münster aus koordiniert wird (Sprecher: Prof. Dr. Thomas Pap), einen wichtigen Erfolg der letzten Jahre dar.
Derzeit sind über 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus neun Ländern im Rahmen ihrer wissenschaftlichen Ausbildung am Institut tätig. Dabei richtet sich die Förderung nicht nur auf die Studie- und Promotionsphase, sondern auch auf Aussichten danach wie Post- Doc-Aufenthalte bei internationalen Kooperationspartnern in Großbritannien oder den USA. Die zukunftsgerichtete Qualifizierung des Nachwuchses für Leitungspositionen ist eines unserer Kernanliegen und Erfolge des Konzepts.
