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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Rekombinante Spinnenseidenproteinmaterialien für die Regeneration von Herzgewebe

Donnerstag (19.09.2019)
14:30 - 15:00 Uhr Florenz

Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen in der heutigen Zeit einen der Hauptgründe für eine hohe Sterblichkeitsrate dar. (1) In einer Vielzahl der Fälle ist der irreversible Verlust von Herzmuskelgewebe der Grund für eine reduzierte Herzfunktion. (2) Ein Problem der Herzgeweberegeneration liegt darin, dass ausdifferenzierte Kardiomyozyten nicht in der Lage sind zu proliferieren, und dadurch das zerstörte Herzgewebe nicht regenerieren kann. Um diese Einschränkung zu überwinden, wurden primäre Herzzellen aus Ratten auf künstlichen Spinnenseidengerüsten kultiviert. (1) Materialien aus Seide gelten als bioabbaubar, biokompatibel, hypoallergen und anti-inflammatorisch. Zudem weisen sie außergewöhnliche mechanische Eigenschaften auf, wie beispielsweise hohe Elastizität bei gleichzeitiger Zugfestigkeit. (3) Die rekombinante Produktion von Spinnenseidenproteinen in E.coli Bakterien ermöglicht eine Proteinherstellung in hoher Ausbeute mit gleichbleibenden, reproduzierbaren Eigenschaften. (4, 5) Für die vorliegende Studie wurden auf Glas fixierte Filme der poly-kationischen Spinnenseidenproteinvariante eADF4(κ16) verwendet. (1,6) Im Vergleich zu Nicht-Kardiomyozyten (Fibroblasten, Endothelzellen und glatte Muskelzellen) war es möglich, neonatale Rattenkardiomyozyten effektiv auf den eADF4(κ16)-Filmen anzusiedeln. Zudem reagierten die Kardiomyozyten auf extrazelluläre Stimuli (pro-proliferative und pro-hypertrophe Faktoren) und konnten auf den eADF4(κ16)-Seidensubstraten über mehrere Tage kultiviert werden. Dabei konnten sowohl Kommunikation zwischen den Zellen als auch elektrische Kopplung nachgewiesen werden. (1) In Zukunft soll die Herstellung von dreidimensionalen Gerüsten aus Spinnenseide für die Herzmuskelregeneration getestet werden.


1. Petzold, J.; Aigner, T. B.; Touska, F.; Zimmermann, K.; Scheibel, T.; Engel, F. B., Advanced Functional Materials 2017, 27 (36), 1701427.

2. Zebrowski, D. C.; Becker, R.; Engel, F. B., American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 2016, 310 (9), H1045.

3. Doblhofer, E.; Heidebrecht, A.; Scheibel, T., Applied microbiology and biotechnology 2015, 99 (22), 9361.

4. Huemmerich, D.; Helsen, C. W.; Quedzuweit, S.; Oschmann, J.; Rudolph, R.; Scheibel, T., Biochemistry-Us 2004, 43 (42), 13604.

5. Heidebrecht, A.; Scheibel, T., Advances in Applied Microbiology 2013; Volume 82, 115.

6. Doblhofer, E.; Scheibel, T., Journal of Pharmaceutical Sciences 2015, 104 (3), 988.

Sprecher/Referent:
Vanessa Trossmann
Universität Bayreuth
Weitere Autoren/Referenten:
  • Jana Petzold
    Universitätsklinikum Erlangen
  • Tamara Aigner
    Universität Bayreuth
  • Prof. Dr. Felix.B. Engel
    Universitätsklinikum Erlangen
  • Prof. Dr. Thomas Scheibel
    Universität Bayreuth