Gewebeumgebungen

Gewebeumgebungen, oft als Gewebe-Mikroumgebung bezeichnet, umfassen die unmittelbare Umgebung der Zellen in einem Organ. Sie bestehen aus der extrazellulären Matrix (ECM), Stroma-Zellen, Immunzellen, Gefäßzellen und Nervenfasern sowie Signalmolekülen wie Wachstumsfaktoren, Zytokinen und Chemokinen. Biochemische Signale, mechanische Reize (Elastizität, Topografie), Sauerstoffpartialdruck, pH-Wert und Nährstoffverfügbarkeit prägen die Bedingungen, die Zellen wahrnehmen und auf die sie reagieren.

Die Gewebeumgebung beeinflusst Zellschicksale, Differenzierung, Proliferation, Migration und Heilungsprozesse. Sie spielt eine zentrale Rolle in Entwicklung, Gewebehomöostase und Regeneration. In der Krebsforschung wird der Tumormikroumgebung untersucht, in der Krebszellen, tumorassoziierte Fibroblasten (CAFs), Immunzellen und die ECM interagieren; diese Wechselwirkungen können Tumorwachstum, Invasion und Therapieresistenz modifizieren.

Die Gewebeumgebung ist dynamisch und wird von Zellen, Stroma und ECM-Remodellierung ständig verändert. Zellen kommunizieren über Integrine, Zytokine, Wachstumsfaktoren; ECM-Remodellierung erfolgt durch Enzyme wie Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und Lysinoxidase (LOX), die die ECM-Strukturen und mechanischen Eigenschaften beeinflussen.

Zur Erforschung dienen Histologie, in vivo-Bildgebung, Einzelzell- und räumliche Transkriptomik sowie Multiplex-Immunhistologie. Das Verständnis der Gewebeumgebungen ist zentral für Gewebekonstruktion, regenerative Medizin und die Entwicklung zielgerichteter Therapien, da das Umfeld die Zelldiagnostik, Genexpression und die Wirksamkeit von Medikamenten maßgeblich beeinflusst.