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Stammzellforschung an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen

Die RWTH Aachen (http://www.rwth-aachen.de) hat den Status einer Exzellenz-Universität und ist in den Ingenieurwissenschaften eine der führenden Universitäten weltweit. Eine besondere Bedeutung kommt dem Bereich „Medizin und Technik“ zu. So werden im Schwerpunkt „Biomedical Engineering“ neue medizintechnische Geräte, Biomaterialien und Stammzellen, sowie die Interaktion von Technik mit zellulären Systemen, Geweben und Organen erforscht. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Ingenieur- und Naturwissenschaften mit der Medizin bietet die RWTH Aachen eine hervorragende Plattform für Spitzenforschung.

Im 2003 gegründeten Helmholtz Institut für Biomedizinische Technik der RWTH arbeiten vier Fakultäten an interdisziplinären Forschungsprojekten der Medizintechnik, Medizinischen Informationstechnik, Zellbiologie und Biochemie, sowie der Molekularen Bildgebung. Dies umfasst auch die Isolierung und Vermehrung von Stammzellen, sowie deren molekulare Analyse mit zell- und molekularbiologischen Methoden. (http://www.hia.rwth-aachen.de).

Das Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen (IZKF BIOMAT) bietet eine weitere Plattform für die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit bei klinischen Forschungsprojekten, sowie eine zentrale Infrastruktur mit verschiedenen Service Bereichen(Genomics, Proteomics, Trangenics und Imaging). Weitere Informationen finden Sie unter http://www.izkf-aachen.de.

Arbeitsgruppen:

Die Wechselwirkung von Stammzellen mit der Umgebung

 

Die Arbeitsgruppe von Prof. M. Zenke (Institut für Biomedizinische Technologien, Lehrstuhl für Zellbiologie an der Medizinischen Fakultät und Helmholtz Institut für Biomedizinische Technik der RWTH) untersucht, welche molekularen Schalter Wachstum und Differenzierung von Zellen kontrollieren. Ziel ist die Identifikation von Genen, Faktoren und Bedingungen, um das Entwicklungspotential von Stammzellen gezielt zu steuern. Dies beinhaltet auch die Herstellung von Zellen mit neuen und gewünschten ("engineerten") Eigenschaften, und die Transplantation dieser Zellen in vivo zur Reparatur von Zell- und Gewebeschäden. Diese Studien werden mit hämatopoetischen (blutbildenden) Stammzellen und embryonalen Stammzellen durchgeführt. Die Arbeitsgruppe ist auch an der StemCellFactory beteiligt – einem Verbund für die automatisierte Herstellung, Expansion und Differenzierung von iPS Zellen (http://www.stemcellfactory.de). Weitere Informationen finden Sie unter http://www.molcell.rwth-aachen.de und http://www.ukaachen.de/kliniken-institute/institut-fuer-zellbiologie/institute.html.

Cellular Engineering

 

Die Arbeitsgruppe „Stammzellbiologie und Cellular Engineering“ von Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. W. Wagner (Helmholtz Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen) untersucht Kulturverfahren für Blutstammzellen, mesenchymale Stammzellen (Vorläufer für Knochen, Knorpel und Fettzellen) und induzierte pluripotente Stammzellen (iPS Zellen). Dabei zeichnet sich ab, dass bestimmte Oberflächenstrukturierungen, Biomaterialien und Zell-Zell Wechselwirkungen einen wesentlichen Einfluss auf den Erhalt des Stammzellpotentials haben. Auch werden epigenetische Veränderungen bei Zellen im Rahmen von Alterungsprozessen und bei der Tumorentstehung untersucht. Die Arbeitsgruppe hat bereits verschiedene epigenetische Biomarker entwickelt, die es ermöglichen, beispielsweise die zelluläre Alterung nachzuverfolgen. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.stemcellbiology.ukaachen.de.

Computational Biology

 

Die Arbeitsgruppe „Computational Biology“ von Dr. rer. nat. I. Costa (IZKF Aachen und Aachen Institute for Advanced Study in Computational Engineering Science, AICES) untersucht mittels Methoden der Bioinformatik und Systembiologie komplexe Regulationsmechanismen von dynamischen biologischen Prozessen. Diese umfassen z.B. die Genregulation bei der Differenzierung von Stammzellen, die Wirkung von Medikamenten auf Signalwege und Studien zur klinischen Diagnose aus genomweiten Daten. Weitere Informationen finden Sie unter http://costalab.org.

Stammzellen und Tissue Engineering

 

In der Arbeitsgruppe „Stammzellen und Tissue Engineering“ (Institut für Pathologie, Universitätsklinikum Aachen und Institut für Biomedizinische Technologien, Zell- und Molekularbiologie an Grenzflächen an der Medizinischen Fakultät und Helmholtz Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen) wird unter der Leitung von Prof. S. Neuß-Stein an der Aufklärung molekularer Mechanismen zur Rolle mesenchymaler Stammzellen in der Geweberegeneration gearbeitet. Außerdem befasst sich die Arbeitsgruppe mit der Thematik „Stammzell/Biomaterial-Interaktionen“. In diesem interdisziplinären Forschungsgebiet werden zellbiologische, ingenieurtechnische und molekularbiologische Methoden verknüpft, um die Eignung von Stammzell/Biomaterial-Kombinationen für das Tissue Engineering zu testen. Hierbei werden sowohl adulte multipotente, als auch pluripotente Stammzelltypen in Kontakt zu nativen, sowie modifizierten Biomaterialien analysiert. Langfristig sollen dreidimensionale, autologe, vaskularisierte Zell/Biomaterial-Hybride für das Tissue Engineering, speziell für den Bereich Knochenersatz, entwickelt werden. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.biointerface.rwth-aachen.de.

Fibringel – basierte Implantate mittels Tissue Engineering

 

Die Arbeitsgruppe „Tissue Engineering & Textile Implantate“ am Institut für Angewandte Medizintechnik des Helmholtz Instituts für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen und am Institut für Textiltechnik (Leitung Prof. Dr. med. S. Jockenhövel) bildet ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren, Medizinern und Biologen mit dem Ziel, vollständig autologe, tissue engineerte Implantate zu entwickeln. Der Schwerpunkt der Forschung liegt hierbei in der Fibringel-basierten Synthese kardiovaskulärer Implantate mit textiler Bewehrung, wie z.B. Herzklappen und Gefäßprothesen. Der biomechanische Stimulus spielt hierbei eine zentrale Rolle. Mit Hilfe der am Institut exzellent etablierten CAD-CAM Kette können anwendungsspezifische Bioreaktorsysteme zeitnah realisiert werden. Im Bereich der Grundlagenforschung liegt der Schwerpunkt in der Anwendung von mesenchymalen Stammzellen und adulten Progenitorzellen als Zellquellen für das Tissue Engineering. In Kooperation mit verschiedenen Industrie- und Forschungspartnern werden Produkte in der präklinischen Forschung untersucht und die Translation in die klinische Anwendung vorangetrieben. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.ame-hia.de und http://www.ita.rwth-aachen.de.

Automatisierungstechnik und Stammzellforschung am Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie (IPT)

 

Das Geschäftsfeld Life Sciences Engineering des Fraunhofer IPT in Aachen beschäftigt sich mit dem Transfer manueller Zellkulturprozesse in automatisierte Prozessabläufe, erstellt und bewertet Automatisierungskonzepte und entwickelt automatisierte Plattformen für die Gewinnung und Kultivierung von Stammzellen. So ist es im Verbundprojekt StemCellFactory erstmals gelungen den Prozess der iPS-Zellgenerierung vollständig zu automatisieren (http://www.stemcellfactory.de). Aktuell entsteht am IPT eine Forschungsanlage für die automatisierten Zellisolation und –kultivierung (in MTP und im Bioreaktor) von humanen mesenchymalen Stammzellen aus Fettgewebe (ADSC), welche auch als Infrastruktur für weitere Projekte zur Verfügung steht. Anfang 2016 startet ein weiteres Projekt, in welchem eine Plattform zur vollautomatisierten, skalierbaren Produktion von MSC aus Knochenmark für den therapeutischen Einsatz am IPT aufgebaut wird. Alle Plattformen verfügen über integrierte messtechnische Systeme zur Prozessüberwachung und über eine adaptive, messdatenbasierte Prozesssteuerung. Für die spezifischen Anforderungen der nicht-invasiven Qualitätskontrolle bei der Stammzellkultivierung werden am IPT innovative Geräte wie Hochdurchsatzmikroskope entwickelt, integriert und erprobt. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt im Zellkulturlabor des IPT’s liegt in der Untersuchung der Differenzierung von unterschiedlichen Stammzelltypen auf spezifisch gefertigten mikro- und nanostrukturierte Oberflächen. Diese Strukturen werden mit den am IPT vorhandenen Maschinen zur Ultrapräzisionsbearbeitung, Laserstrahlstrukturierung und Lithographie in unterschiedlichen biokompatiblen Materialien hergestellt.

Ihr Vertreter des Kompetenznetzwerks Stammzellforschung NRW in Aachen ist Prof. Dr. M. Zenke.

Bei Fragen erreichen Sie ihn unter Tel. 0241-80 80760; Email: martin.zenke[at]rwth-aachen.de

Ergänzende Informationen

Für weiterführende Informationen zu den Standorten und den jeweiligen Arbeitsgruppen klicken Sie bitte auf die Überschriften.