Forschung in der Klinik für Plastische und Handchirurgie
Um Patienten im Bereich der Plastischen Chirurgie und darüber hinaus zukunftsweisende Diagnostische und Therapeutische Möglichkeiten bieten zu können, betätigen sich die Mitarbeiter der Klinik für Plastische und Handchirurgie intensiv im Bereich der Grundlagenforschung und klinisch-experimentellen Forschung. Interessentinnen und Interessenten werden vielseitige Möglichkeiten für medizinische und nicht-medizinische Promotionsarbeiten geboten. Dabei konzentriert sich die Forschungsarbeit auf die Bereiche Tissue Engineering und 3D-Druck von Knochengewebe, also dem de novo Erzeugen von komplexen Geweben zum Zweck des Gewebeersatzes, so zum Beispiel das Erzeugen von Lymphgefäßen in humanen Fettgewebe, der innovativen Diagnostik von Weichteiltumoren durch Liquid biopsy, der Entwicklung von therapeutischen Strategien in der Abstoßungsreaktion von komplexen Allo-Transplantaten, sowie der Bedeutung des C-reaktiven Proteins als therapeutic target in der Exazerbation des Ischämie/Reperfusion-Schadens und der Verschränkung von C-reaktiven Protein und dem Komplementsystem.
Eine detaillierte Auflistung der wissenschaftlichen Arbeiten finden Sie in unserer Forschungsdatenbank.
Die "Freiburg Intravital Imaging Facility" ist eine zentrale Forschungseinrichtung unter Leitung der AG Eisenhardt. Die durch die DFG geförderte Einrichtung bietet die Möglichkeit der intravitalen Bildgebung durch Multiphotonen-Mikroskopie. Weitere Informationen zu hierzu finden Sie hier.
Die Behandlung von Weichteiltumoren (soft-tissue sarcoma) stellt aufgrund der Komplexität dieser Tumoren eine besondere Herausforderung dar. Eine besondere Bedeutung in der Therapie kommt dabei der Nachsorge dieser Tumoren zu, da es in etwa 50% der Fälle zu Lokalrezidiven oder Fernmetastasenbildung kommt. Die Forschung der durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Arbeitsgruppe zielt auf die Entwicklung einer nicht-invasiven Diagnostikstrategie von Weichteil-Sarkomen ab. Diese sogenannte Liquid biopsy soll ein Tumorrezidiv frühzeitig erkennen und dies Gegensatz zur noch vorherrschenden follow-up Strategie ohne Strahlenbelastung, kostengünstiger und schneller.
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Die Rolle des angeborenen Immunsystems in der Transplantationsmedizin von Solidorganen und sogenannten vascularized composite allotransplantation (VCA), also bspw. einer Hand, ist weitgehend unbekannt. Um eine Abstoßung des neuen Gewebes durch den Wirt zu verhindern wird insbesondere die T-Zell Aktivität und Proliferation durch Immunsuppressiva gehemmt. Trotz dieser komplikationsträchtichen Immunsuppression kommt es regelhaft zur Transplantatabstoßung. Das angeborene Immunsystem und dem cross-talk zu den Lymphozyten rückt nun näher in den Fokus der Forschung. Unser Ziel ist das therapeutic targeting des angeborenen Immunsystems um eine allograft Abstoßung zu verhindern.
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Das Komplement-System ist ein wesentlicher Teil des angeborenen Immunsystems und steht ergänzend (komplementär) zur Antikörper-Antwort des adaptiven Immunsystems. Dieses Komplexe Zusammenspiel von Plasmaproteinen wird u.a. auf der Oberfläche von Mikroorganismen aktiviert. Neben der Rolle in der Opsonisierung von Krankheitseregern, wirken durch Hydrolyse entstehende Fragmente der Komplement-Kaskade auch als Chemokine, die eine bestehende Entzündungsreaktion verstärken oder auch initiieren. Von besonderem Interesse wird dies, wenn das Gleichgewicht der Kaskade gestört wird und so zuzusätzlicher Gewebsschädigung führt. Ein solches Ungleichgewicht mit unkontrollierter Aktivierung der zuvor inaktiven Komplementbestandteile (Zymogene) tritt u.a. im Fall einer Sepsis und bei einem Polytrauma auf. C-reaktives Protein wirkt in dieser Kaskade durch Interaktion mit den Bestandteilen des Komplement-Systems und seiner Rezeptoren als zusätzlicher, verstärkender Faktor.
In einer Kooperation mit dem Institut für Klinische und Experimentelle Trauma-Immunologie am Uniklinikum Ulm widmet sich die AG Eisenhardt in einem durch die DFG geförderten Projekt der Evaluation dieser Prozesse.
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Unter Ischämie/Reperfusions-Schaden (IRS) versteht man die bei Wiederherstellung der Durchblutung nach Ischämie eines Gewebes auftretenden inflammatorischen Prozesse, wobei es durch die wiederhergestellte Perfusion zu zusätzlichen Schäden kommt. Neben freiem Gewebetransfer in der Plastischen Chirurgie spielt der IRS in der Transplantationsmedizin, in der Kardiologie beim Myokardinfarkt und beim Schlaganfall eine besondere Rolle. Dabei spielt das C-reaktive Protein (CRP) eine zentrale Rolle in der pro-inflammatorischen Kaskade. In Zusammenarbeit mit dem Baker Heart and Diabetes Institute in Melbourne, Australien und dem Zentrum für Biosystemanalyse (ZBSA) in Freiburg beschäftigt sich die AG Eisenhardt in diesem durch die DFG geförderten Projekt mit der Entwicklung therapeutischer Strategien mit CRP als Zielstruktur.
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Das primäre Ziel des Tissue Engineering besteht darin einen lebenden patienteneigenen Gewebeersatz zu schaffen, um so Gewebefunktionen zu erhalten, wiederherzustellen oder zu verbessern. Die Forschungsgruppe der Klinik für Plastische und Handchirurgie der beschäftigt sich seit 1994 mit diesem innovativen Forschungsgebiet. Die in unserer Klinik betriebene Forschung erfolgt in enger Anlehnung an die klinischen Anforderungen mit einem bewusst anwendungsorientierten Ansatz. Hierzu werden autologe, d.h. körpereigene, Zellen verwendet, um somit eine Abstoßungsreaktion des Transplantates zu vermeiden. Aktuelle Forschungsschwerpunkte unserer Klinik liegen hierbei in den Gebieten von Haut, Knochen, Knorpel, Sehnen/Band-Gewebe, Fettgewebe und im Bereich der Nervenregeneration.
Das 3-dimensionale Drucken von künstlichem Gewebe (3D-Bioprinting) entwickelt sich zu einer vielversprechenden Technologie zur Herstellung künstlicher Gewebe. Hierbei können unterschiedliche gewebespezifische Zellen, die in sogenannten Biotinten gelöst werden, punktgenau mit 3 D-Druckern gedruckt werden und somit größere Gewebe hergestellt werden. Unsere Arbeitsgruppe befasst sich derzeit mit dem Bioprinting von Knochengewebe, bei dem auch künstliche Blutgefäße in einem Arbeitsgang mitgedruckt werden. Wir werden finanziell unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Wir sind Mitglied im 3D-Bioprinting-Konsortium (https://www.microtec-suedwest.de/projekte/bmbf-3d-bio-net/3dbionet-projektziele) und der Freiburger 3D-Druck Allianz (https://www.fmf.uni-freiburg.de/de/projekte/freiburger-3d-druck-allianz/die-freiburger-3d-druck-allianz-f3d).
In der Regenerativen Medizin und im Tissue Engineering spielen humane adulte Stammzellen, insbesondere die sog. mesenchymalen Stammzellen (MSCs) eine große Rolle. Nach Implantation sind diese Zellen in der Lage neue Gewebe wie z.B. Knochen, Knorpel, Fett oder Muskel zu bilden. Bei der Verwendung von patienteneigenen Zellen ist hier jedoch zu beobachten, dass die Funktionalität der MSCs altersbedingt abnimmt. Ziel dieses Projektes ist somit MSCs zu verwenden, die möglichst jung sind und allogen (also nicht patientenspezifisch) transplantiert werden können, ohne dann vom Empfänger abgestoßen zu werden. Zu diesem Zweck werden extrem junge MSCs (aus der Nabelschnur) mittels der Genschere CRISPR/Cas-9 behandelt, um so die Gene für die MHC-I und MHC-II Oberflächenproteine zu zerstören, die für die Immunerkennung durch den Empfänger verantwortlich sind. Diese Zellen könnten dann nach Transplantation ihre gewünschte Funktion erfüllen, ohne abgestoßen zu werden und ohne eine Immunsuppression notwendig zu machen. Diese Zellen wären somit für das Immunsystem des Empfängers unsichtbar und könnten universell eingesetzt werden. Diese Studie wird gefördert durch die Dr. Robert Pfleger Stiftung.
Fettgewebe ist normalerweise mit Blutgefäßen wie auch mit Lymphgefäßen ausgestattet. Da bei chirurgischer Behandlung sowohl Fettgewebe wie auch Blut- und Lymphgefäße entfernt werden, erfolgt in diesem Forschungsprojekt die Züchtung eines Blut- und Lymphkapillarnetzes in tissue-engineerten Fettgewebe durch die Koimplantation von adipogenen Stammzellen und Endothelzellen in einem explizit für dieses Verfahren geeigneten Biomaterial.
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