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Versuchstieren werden oft Verletzungen zugefügt, um neue Therapien für Menschen zu testen. Die neuen Versuchsmodelle verwenden chirurgische Abfälle, sind näher zum humanen System und eignen sich für die Testung der Geweberegeneration älterer Menschen.

Gesundheitssysteme stehen vor den neuen Herausforderungen einer weltweit alternden Bevölkerung. Das Verständnis des Alterungsprozesses und altersbedingter Krankheiten ist zu einem der wichtigsten globalen Anliegen geworden.

Verbrennungen zählen nach wie vor zu häufigen Traumata, die insbesondere bei älteren Menschen zu erhöhter Morbidität und Mortalität führen. Die Häufigkeit von Verbrennungsverletzungen ist bei älteren Menschen aufgrund ihrer verminderten körperlichen Kraft, Sehstörungen und geringeren Reaktionszeiten signifikant höher.

Eine weitere altersbedingte Erkrankung ist die Sarkopenie, die durch den fortschreitenden und allgemeinen Verlust der Skelettmuskelmasse, -kraft und -funktion gekennzeichnet ist. Skelettmuskeln machen bis zu 40 % des Körpergewichts erwachsener Menschen aus und sorgen für wesentliche Körperfunktionen wie Fortbewegung, Atmung, Nährstoffspeicherung, Stoffwechselregulierung und Wärmeproduktion. Daher ist eine ausreichende Skelettmuskelmasse für eine gute Lebensqualität unerlässlich, und Sarkopenie birgt erhebliche Risiken für körperliche Behinderung, schlechte Lebensqualität und Tod.

Die alterungsbedingte Verschlechterung des Immunsystems, Immunoseneszenz oder chronische Entzündungen beeinträchtigten die Geweberegeneration geriatrischer Patienten. Ein umfassendes Verständnis darüber, wie die Regeneration von Muskelgewebe reguliert wird, kann regenerative Therapien für Krankheiten und Alterungsbeschwerden erleichtern. Neue Therapeutika für vielversprechende Behandlungsziele werden routinemäßig an Tieren getestet.

Für die präklinische Untersuchung von Haut- und Muskelregeneration werden häufig Nagetiere eingesetzt, und es gibt verschiedene Nagetiermodelle für Alternsforschung. Nagetiere unterscheiden sich jedoch signifikant von menschlichen Systemen und ihre generelle Akzeptanz in der Geweberegenerationsforschung nimmt kontinuierlich ab. Darüber hinaus sind Verletzung- und Verbrennungsexperimente an Tieren sehr grausam, ungenau, teuer und im Allgemeinen weit entfernt von der Pathophysiologie und Anatomie der Verletzungen im Menschen. Daher muss die präklinische Forschung neue Methoden entwickeln, um Gewebeverletzungen zu untersuchen und geeignete Behandlungen zu testen, die entsprechend dem 3R-Prinzip Experimente an Tieren ersetzen und tatsächlich für das humane System relevant sind.

Unser Projekt ist bestrebt, konservative Behandlungen für Geweberegeneration geriatrischer Patienten zu verbessern und weiterzuentwickeln. Bei chirurgischen Eingriffen werden lebensfähige Teile von humanem Gewebe, die aus Skeletmuskel oder Hautgewebe bestehen, entfernt, um eine Körperstruktur oder eine notwendige Funktion zu optimieren. Mit der ethischen Genehmigung der örtlichen Behörden und der Einwilligung der Patienten verwendeten wir an der Uniklinik RWTH Aachen die menschlichen Gewebeabschnitte, die während chirurgischer Eingriffe verworfen werden sollten, und entwickelten ein neues Verfahren, um sie für experimentelle Untersuchungen nutzen zu können.

Publikationen:

Hao, D.; Qu, M.; Nourbakhsh, M. Experimental Study of Burn Damage Progression in a Human Composite Tissue Model. Biology 2021, 10, 40. doi.org/10.3390/biology10010040.

Hao, D.; Nourbakhsh, M. Recent Advances in Experimental Burn Models. Biology 2021, 10, 526. doi.org/10.3390/biology10060526.

Rauen, M.; Hao, D.; Müller, A.; Mückter, E.; Bollheimer, L.C.; Nourbakhsh, M. Free Fatty Acid Species Differentially Modulate the Inflammatory Gene Response in Primary Human Skeletal Myoblasts. Biology 2021, 10, 1318. doi.org/10.3390/biology10121318.

Mückter, E.; Lozoya, M., Müller, A.; Weissig, V.; Nourbakhsh, M. Farnesol-Loaded Nanoliposomes Inhibit Inflammatory Gene Expression in Primary Human Skeletal Myoblasts. Biology 2022, 11, 5. doi.org/10.3390/biology11050701.

Chen, X.; Hao, D.; Becker, N.; Müller, A.; Pishnamaz, M.; Bollheimer, L.C.; Hildebrand, F.; Nourbakhsh, M. In Vitro Model of Human Skeletal Muscle Tissue for the Study of Resident Macrophages and Stem Cells. Biology 2022, 11, 6. doi.org/10.3390/biology11060936.

Chen, X.; Hao, D.; Becker, N.; Müller, A.; Pishnamaz, M.; Bollheimer, L.C.; Hildebrand, F.; Nourbakhsh, M. Unsaturated Long-Chain Fatty Acids Activate Resident Macrophages and Stem Cells in a Human Skeletal Muscle Tissue Model. Biology 2023, 12, 1111. doi.org/10.3390/ biology12081111

Müller, A.; Lozoya, M.; Chen, X.; Weissig, V.; Nourbakhsh M. Farnesol Inhibits PI3 Kinase Signaling and Inflammatory Gene Expression in Primary Human Renal Epithelial Cells. Biomedicines. 2023, 11, 12. doi.org/10.3390/biomedicines11123322.