Projektbeschreibung
Anhand der Nachbildung von Viskoelastizität die Mechanismen der Stammzelldifferenzierung aufdecken
Viele verschiedene Signale beeinflussen das Schicksal und die Funktion der Zellen in lebenden Organismen. Dazu zählen auch mechanische Reize, die von der umgebenden extrazellulären Matrix und den benachbarten Zellen ausgehen. Bei den meisten Forschungsarbeiten, in denen die Auswirkungen der mechanischen Eigenschaften von Substraten auf die Differenzierung mesenchymaler Stammzellen untersucht wurden, wurden rein elastische Materialien verwendet. Gewebe sind jedoch viskoelastisch und reagieren zeitabhängig auf Kraft. Somit könnte die Viskoelastizität eine entscheidende Rolle bei der Differenzierung mesenchymaler Stammzellen und daher bei der Entwicklung regenerativer Biomaterialien spielen. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts devise wird diese Hypothese anhand einer neuen Familie zellbeladener viskoelastischer Hydrogele getestet, wobei die Brillouin-Mikroskopie zum Einsatz kommt, um die zeitliche Entwicklung ihrer lokalen viskoelastischen Eigenschaften zu verfolgen.
Ziel
Tissues are viscoelastic materials whose mechanical properties evolve with time and yet this important property has not been incorporated in the design of regenerative biomaterials. Mechanical properties of biomaterials are known to influence fundamental cellular process, including cell migration, cell growth and cell differentiation. However, most of the work to understand the mechanical properties of substrates on mesenchymal stem cell (MSC) differentiation has made use of pure elastic materials. Cells probe their environment by pulling forces and receiving mechanical feedback through membrane receptors. Since viscoelastic materials respond with a time dependent process to force, we hypothesise that viscoelasticity will play a fundamental role in the differentiation of mesenchymal stem cells and hence in the design of regenerative biomaterials. This project will develop (a) a new family of viscoelastic hydrogels with controlled properties that include biochemical functionalities (recapitulating the properties of the extracellular matrix in vivo), extreme mechanical properties (i.e. very low/high elastic and viscous properties) and mechanical gradients; and (b) Brillouin microscopy to follow the evolution of the local viscoelastic properties of these cell-laden materials as a function of time. we will use viscoelastic materials to promote bone regeneration in vivo using our critical-sized defect in the mouse radius model and, in a major attempt to move the field forward, we will further develop Brillouin microscopy to monitor the viscoelastic properties of regenerative microenvironments in vivo.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenOptikMikroskopie
- Technik und TechnologieIndustrielle BiotechnologieBiomaterialien
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-ADG
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Spanien