Mikroumgebungsfaktoren

Mikroumgebungsfaktoren bezeichnet die unmittelbaren Bedingungen in der lokalen Umgebung von Zellen oder Geweben, die ihr Verhalten, ihre Entwicklung und ihre Funktion maßgeblich beeinflussen. Sie setzen sich aus chemischen, physikalischen und biologischen Größen zusammen, die sich gegenseitig beeinflussen und je nach Gewebe oder Erkrankung variieren können.

Chemische Faktoren umfassen Nährstoffe, Sauerstoffpartialdruck, pH-Wert, Metaboliten sowie Signale wie Wachstumsfaktoren, Zytokine und Hormone. Diese Substanzen steuern über Rezeptoren und Signalwege Zellproliferation, Differenzierung, Stoffwechsel und Überlebensmechanismen. Physikalische Faktoren umfassen die Zusammensetzung und mechanische Beschaffenheit der extrazellulären Matrix (ECM), Gewebestützstrukturen, Stiffness, Porosität, Topographie, Temperatur sowie mechanische Belastung und Scherkräfte, die Zellen mechanisch stimulieren. Biologische Faktoren umfassen Zell-Zell-Interaktionen, das Vorhandensein von Immunzellen, Fibroblasten, Endothelzellen sowie Mikroorganismen und deren sekretorische Signale, die das Gewebe entweder unterstützen oder beeinträchtigen können.

In der Forschung und Medizin spielen Mikroumgebungsfaktoren eine zentrale Rolle, zum Beispiel im Tumormilieu, in der Stammzellnische, bei der Gewebeheilung und in der Immunantwort. Sie beeinflussen Genexpression, Signalkaskaden, Differenzierung und Therapieresistenz. Modelle der Mikroumgebung, wie 3D-Kulturen, Co-Kulturen oder mikrofluidische Systeme, helfen, diese komplexen Interaktionen besser zu verstehen. Die gezielte Modulation von Mikroumgebungsfaktoren bietet Ansatzpunkte für Therapien, Gewebezüchtung und Diagnostik. Die Faktoren variieren je nach Gewebe, Entwicklungsstadium und Krankheitszustand und sind oft dynamisch und heterogen.