Forschungsstandort Würzburg

Die 2017 gegründete Nachwuchsgruppe im Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) Würzburg beschäftigt sich unter der Leitung von PD Dr. Marietta Herrmann mit grundlegenden Mechanismen der Geweberegeneration im Kontext muskuloskelettaler Erkrankungen. In enger Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern des MCW werden verschiedene Forschungsthemen bearbeitet, strukturell ist die Gruppe an die Orthopädie angebunden. Schwerpunkte der Forschung bilden beispielsweise der Einfluss inflammatorischer Faktoren auf MSC, die Rolle extrazellulärer Vesikel bei der Vermittlung immunmodulatorischer Effekte durch MSC und Wechselwirkungen von MSC in der Knochenmarknische im physiologischen sowie pathophysiologischen Kontext.

In der Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie (Direktor: Prof. Dr. Rainer H. Meffert) liegen die Schwerpunkte der Experimentellen Forschung (Leitung: Prof. Dr. Torsten Blunk) einerseits auf dem Gebiet der Regenerativen Medizin, des Tissue Engineering und der Biofabrikation, und andererseits im Bereich der Biomechanik.

Einen Fokus der Arbeiten stellt die Knorpelregeneration mittels zellbasierter Ansätze dar. Hierbei wird untersucht, inwieweit die rationale Applikation von Biomediatoren wie Wachstumsfaktoren die Gewebequalität verbessern kann. Einen Schwerpunkt bilden innovative 3D-Biomaterialien, die als Zellträger, neben dem klassischen Tissue Engineering, speziell für die Biofabrikation, das heißt den 3D-Druck von lebenden Gewebekonstrukten, weiterentwickelt werden. Diese Arbeiten finden in enger Kooperation mit dem FMZ (s. o.) statt. Im Bereich der rekonstruktiven und plastischen Chirurgie ist das Fettgewebe-Engineering zentrales Thema, um langfristig Weichteildefekte erfolgreich rekonstruieren zu können.

Neben dem Ziel der Geweberegeneration dienen die in vitro entwickelten Gewebekonstrukte zunehmend als Modelle, um einerseits die Funktionsweise und Regenerationsfähigkeit besser zu verstehen und andererseits Erkenntnisse für die klinische Diagnostik und Therapie zu gewinnen. So werden neuartige 3D-Tumor-Stroma-Modelle mit Methoden der Biofabrikation konstruiert, in denen gezielt Zell-Zell- und Zell-Extrazellulärmatrix-Interaktionen und die Auswirkungen auf die Tumorprogression analysiert werden.

Im Bereich Frakturheilung und Muskelregeneration wird in unterschiedlichen Tiermodellen der Einfluss proangiogener Wachstumsfaktoren beobachtet (Prof. Dr. Rainer H. Meffert). Die Biomechanik wird von Prof. Dr. Stefanie Hölscher-Doht geleitet, die neu geschaffene Professur für Translationale Traumatologie und Biomechanik ist bewusst zu gleichen Teilen in der Klinik und experimentellen Forschung verankert. Hier wird insbesondere der Frage nachgegangen, wie sich unfallchirurgische Therapieoptionen auf die Knochenstabilität nach Frakturbehandlung und Stabilität von Sehnennähten auswirken. Anhand von Modellen werden Frakturen oder Sehnenrupturen generiert und mit neuen sowie etablierten operativen Techniken stabilisiert. Implantate und Knochenersatzmaterialien werden so durch neue Erkenntnisse verbessert und weiterentwickelt.

Das MCW hat Kompetenzen über den gesamten Bewegungsapparat aufgebaut und besitzt ein großes Potenzial, grundlegende und translationale Erkenntnisse zu liefern, die das Fundament für die Entwicklung neuartiger Therapieanwendungen bilden.

Neben vielen erfolgreichen Beteiligungen in unterschiedlichen DFG- und EU-Konsortien sind in den letzten Jahren die Orthopädie und Unfallchirurgie in der Forschung zusammengerückt, was sich in mehreren aktuellen Forschungsverbünden ausdrückt. Im SFB/TRR 225 „Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen“, Sprecher: Jürgen Groll, stellvertretender Sprecher: Torsten Blunk, ist der Fachbereich wichtiger Bestandteil und mit mehreren Projekten vertreten. Der „Forschungsverbund Tumordiagnostik für individualisierte Therapie“ (FORTiTher) der Bayerischen Forschungsstiftung ist auf Initiative von O und U entstanden, mit dem Gründungssprecher Franz Jakob und aktuellem Sprecher Torsten Blunk, und umfasst Kooperationen mit diversen weiteren Kliniken.

Im BMBF-Konsortium RIABONE unter der Leitung von Marietta Herrmann, ebenfalls mit gemeinsamen Arbeiten in Orthopädie und Unfallchirurgie, werden neue therapeutische Strategien für die Rekonstruktion von Knochendefekten unter Einsatz des Reamer-Irrigator-Aspirator®(RIA)-Systems entwickelt. Im DFG-Schwerpunktprogramm „μBone“ arbeiten auch in der zweiten Förderperiode Gruppen aus der Orthopädie mit der Würzburger Onkologie eng zusammen.