Seudoartrois fracture and oxidative stress: optimisation of mimetic bone autografts and molecular mechanism (Q3158144): Difference between revisions
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Frattura di Seudoartrois e stress ossidativo: ottimizzazione degli autoinnesti ossei mimetici e del meccanismo molecolare | |||||||||||||||
| Property / summary | |||||||||||||||
Nelle fratture ad alta energia così come in pazienti oncologici o con patologie endocrinologiche o vascolari, la capacità di rigenerazione del tessuto osseo è spesso compromessa, spesso con un aumento dei ritardi di consolidamento e pseudoartrosi di frattura. Le ragioni per cui il processo di rigenerazione ossea fallisce sono ancora sconosciute. Abbiamo dimostrato (PI13/01633) l'esistenza di un meccanismo in grado di innescare pseudoartrois di frattura per squilibrio nell'omeostasi delle specie di ossigeno reattivo (ROS) derivate dall'ipossia nei progenitori mesenchimali periostio (PMSC) che influenzano l'espressione del BMP2. L'uso di PMSC in combinazione con materiali osteoconduttori offre un importante potenziale terapeutico per il trattamento delle pseudoartrosi. Tuttavia, nei modelli animali di pseudoartrosi, questi autotrapianti, anche se producono un aumento dell'osteogenesi, non sono efficienti, non essendo in grado di muoversi verso modelli animali preclinici. In questo progetto lavoriamo con l'ipotesi che l'ambiente ipossico e la deregolamentazione dell'omeostasi ROS siano la causa della bassa efficienza delle terapie cellulari basate su autotrapianti mimetici. Per convalidare questa ipotesi i nostri obiettivi specifici sono: 1) Migliorare le terapie cellulari basate su PMSC aumentando la resistenza all'ipossia e allo stress ossidativo. 2) Ottimizzazione degli autotrapianti mimetici dalla progettazione di impianti che favoriscono l'aumento della vascolarizzazione e il suo accoppiamento con la differenziazione osteogenica dei PMSC. 3) Sviluppare un modello di pseudoartrosi da frattura sopprimendo la via molecolare che controlla l'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno. (Italian) | |||||||||||||||
| Property / summary: Nelle fratture ad alta energia così come in pazienti oncologici o con patologie endocrinologiche o vascolari, la capacità di rigenerazione del tessuto osseo è spesso compromessa, spesso con un aumento dei ritardi di consolidamento e pseudoartrosi di frattura. Le ragioni per cui il processo di rigenerazione ossea fallisce sono ancora sconosciute. Abbiamo dimostrato (PI13/01633) l'esistenza di un meccanismo in grado di innescare pseudoartrois di frattura per squilibrio nell'omeostasi delle specie di ossigeno reattivo (ROS) derivate dall'ipossia nei progenitori mesenchimali periostio (PMSC) che influenzano l'espressione del BMP2. L'uso di PMSC in combinazione con materiali osteoconduttori offre un importante potenziale terapeutico per il trattamento delle pseudoartrosi. Tuttavia, nei modelli animali di pseudoartrosi, questi autotrapianti, anche se producono un aumento dell'osteogenesi, non sono efficienti, non essendo in grado di muoversi verso modelli animali preclinici. In questo progetto lavoriamo con l'ipotesi che l'ambiente ipossico e la deregolamentazione dell'omeostasi ROS siano la causa della bassa efficienza delle terapie cellulari basate su autotrapianti mimetici. Per convalidare questa ipotesi i nostri obiettivi specifici sono: 1) Migliorare le terapie cellulari basate su PMSC aumentando la resistenza all'ipossia e allo stress ossidativo. 2) Ottimizzazione degli autotrapianti mimetici dalla progettazione di impianti che favoriscono l'aumento della vascolarizzazione e il suo accoppiamento con la differenziazione osteogenica dei PMSC. 3) Sviluppare un modello di pseudoartrosi da frattura sopprimendo la via molecolare che controlla l'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno. (Italian) / rank | |||||||||||||||
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| Property / summary: Nelle fratture ad alta energia così come in pazienti oncologici o con patologie endocrinologiche o vascolari, la capacità di rigenerazione del tessuto osseo è spesso compromessa, spesso con un aumento dei ritardi di consolidamento e pseudoartrosi di frattura. Le ragioni per cui il processo di rigenerazione ossea fallisce sono ancora sconosciute. Abbiamo dimostrato (PI13/01633) l'esistenza di un meccanismo in grado di innescare pseudoartrois di frattura per squilibrio nell'omeostasi delle specie di ossigeno reattivo (ROS) derivate dall'ipossia nei progenitori mesenchimali periostio (PMSC) che influenzano l'espressione del BMP2. L'uso di PMSC in combinazione con materiali osteoconduttori offre un importante potenziale terapeutico per il trattamento delle pseudoartrosi. Tuttavia, nei modelli animali di pseudoartrosi, questi autotrapianti, anche se producono un aumento dell'osteogenesi, non sono efficienti, non essendo in grado di muoversi verso modelli animali preclinici. In questo progetto lavoriamo con l'ipotesi che l'ambiente ipossico e la deregolamentazione dell'omeostasi ROS siano la causa della bassa efficienza delle terapie cellulari basate su autotrapianti mimetici. Per convalidare questa ipotesi i nostri obiettivi specifici sono: 1) Migliorare le terapie cellulari basate su PMSC aumentando la resistenza all'ipossia e allo stress ossidativo. 2) Ottimizzazione degli autotrapianti mimetici dalla progettazione di impianti che favoriscono l'aumento della vascolarizzazione e il suo accoppiamento con la differenziazione osteogenica dei PMSC. 3) Sviluppare un modello di pseudoartrosi da frattura sopprimendo la via molecolare che controlla l'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno. (Italian) / qualifier | |||||||||||||||
point in time: 16 January 2022
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Revision as of 12:52, 16 January 2022
Project Q3158144 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Seudoartrois fracture and oxidative stress: optimisation of mimetic bone autografts and molecular mechanism |
Project Q3158144 in Spain |
Statements
43,500.0 Euro
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87,000.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2018
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31 March 2021
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FUNDACION INSTITUTO DE INVESTIGACION SANITARIA DE NAVARRA
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42°49'6.42"N, 1°38'39.34"W
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31201
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En las fracturas de alta energía así como en pacientes oncológicos o con patologías endocrinológicas y/o vasculares, la capacidad de regeneración del tejido óseo se ve frecuentemente comprometida, observándose a menudo un incremento de los retardos de consolidación y seudoartrosis de fractura. Las razones por las que el proceso de regeneración ósea falla son todavía desconocidas. Nosotros hemos demostrado (PI13/01633) la existencia de un mecanismo capaz de desencadenar seudoartrois de fractura mediante el desequilibrio en la homeostasis de las especies reactivas de oxigeno (ROS) derivadas de la hipoxia en progenitores mesenquimales del periostio (PMSCs) que afecta a la expresión de BMP2. El uso de PMSCs en combinación con materiales osteoconductores ofrece un potencial terapéutico importante para el tratamiento de la seudoartrosis. Sin embargo en modelos animales de seudoartrosis estos autoinjertos, pese que producen un aumento de la osteogénesis, no son eficientes, no pudiéndose avanzar hacia modelos animales preclínicos. En este proyecto trabajamos con al hipótesis de que el ambiente hipóxico y la desregulación de la homeostasis de ROS son la causa de baja eficiencia de las terapias celulares basadas en autoinjertos miméticos. Para validar esta hipótesis nuestros objetivos específicos son: 1) Potenciar las terapias celulares basadas en PMSCs mediante el aumento de la resistencia a la hipoxia y al estrés oxidativo. 2) Optimización de autoinjertos miméticos mediante diseño de implantes que favorezcan el aumento de la vascularización y su acoplamiento con la diferenciación osteogénica de las PMSCs. 3) Desarrollar un modelo de seudoartrosis de fractura mediante la supresión de la vía molecular que controla la homeostasis de especies reactivas de oxigeno. (Spanish)
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In high-energy fractures as well as in oncological patients or with endocrinological or vascular pathologies, the regeneration capacity of bone tissue is frequently compromised, often with an increase in consolidation delays and pseudoarthroses of fracture. The reasons why the bone regeneration process fails are still unknown. We have demonstrated (PI13/01633) the existence of a mechanism capable of triggering pseudoartrois of fracture by imbalance in the homeostasis of reactive oxygen species (ROS) derived from hypoxia in mesenchymal periostium progenitors (PMSCs) that affects the expression of BMP2. The use of PMSCs in combination with osteoconductor materials offers important therapeutic potential for the treatment of pseudoarthroses. However, in animal models of pseudoarthroses, these autografts, although they produce an increase in osteogenesis, are not efficient, being unable to move towards preclinical animal models. In this project we work with the hypothesis that the hypoxic environment and the deregulation of ROS homeostasis are the cause of low efficiency of cell therapies based on mimetic autografts. To validate this hypothesis our specific objectives are: 1) Enhancing PMSC-based cell therapies by increasing resistance to hypoxia and oxidative stress. 2) Optimisation of mimetic autografts by design of implants that favor increased vascularisation and its coupling with osteogenic differentiation of PMSCs. 3) Develop a model of fracture pseudoarthroses by suppressing the molecular pathway that controls the homeostasis of reactive oxygen species. (English)
12 October 2021
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Dans les fractures à haute énergie ainsi que chez les patients oncologiques ou avec des pathologies endocrinologiques ou vasculaires, la capacité de régénération des tissus osseux est souvent compromise, souvent avec une augmentation des retards de consolidation et des pseudoarthroses de fracture. Les raisons de l’échec du processus de régénération osseuse sont encore inconnues. Nous avons démontré (PI13/01633) l’existence d’un mécanisme capable de déclencher un pseudoartrois de fracture par déséquilibre dans l’homéostasie des espèces d’oxygène réactives (ROS) dérivées de l’hypoxie dans les progéniteurs mésenchymes du périostium (PMSC) qui affecte l’expression du BMP2. L’utilisation de PMSC en association avec des matériaux ostéoconducteurs offre un potentiel thérapeutique important pour le traitement des pseudoarthroses. Cependant, dans les modèles animaux de pseudoarthroses, ces autogreffes, bien qu’elles produisent une augmentation de l’ostéogenèse, ne sont pas efficaces, n’étant pas en mesure de se diriger vers des modèles animaux précliniques. Dans ce projet, nous travaillons avec l’hypothèse que l’environnement hypoxique et la déréglementation de l’homéostasie ROS sont la cause d’une faible efficacité des thérapies cellulaires basées sur des autografes mimétiques. Pour valider cette hypothèse, nos objectifs spécifiques sont les suivants: 1) Améliorer les thérapies cellulaires à base de PMSC en augmentant la résistance à l’hypoxie et au stress oxydatif. 2) Optimisation des autografes mimétiques par la conception d’implants qui favorisent l’augmentation de la vascularisation et son couplage avec la différenciation ostéogénique des PMSC. 3) Développer un modèle de pseudoarthroses de fracture en supprimant la voie moléculaire qui contrôle l’homéostasie des espèces réactives d’oxygène. (French)
4 December 2021
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Bei hochenergetischen Frakturen sowie bei onkologischen Patienten oder mit endokrinologischen oder vaskulären Pathologien wird die Regenerationsfähigkeit des Knochengewebes häufig beeinträchtigt, oft mit einer Zunahme von Konsolidierungsverzögerungen und Pseudoarthrose von Frakturen. Die Gründe, warum der Knochenregenerationsprozess scheitert, sind noch nicht bekannt. Wir haben gezeigt (PI13/01633), dass es einen Mechanismus gibt, der Pseudoartrois der Fraktur durch Ungleichgewicht in der Homöostase reaktiver Sauerstoffarten (ROS) auslösen kann, die von Hypoxie in mesenchymalen Periostium-Progenitoren (PMSCs) abgeleitet werden, die die Expression von BMP2 beeinflusst. Der Einsatz von PMSCs in Kombination mit Osteoleitermaterialien bietet ein wichtiges therapeutisches Potenzial für die Behandlung von Pseudoarthrose. In Tiermodellen von Pseudoarthrose sind diese Autografen, obwohl sie eine Zunahme der Osteogenese erzeugen, nicht effizient, da sie nicht in der Lage sind, sich in Richtung präklinischer Tiermodelle zu bewegen. In diesem Projekt arbeiten wir mit der Hypothese, dass die hypoxische Umgebung und die Deregulierung der ROS-Homöostase die Ursache für eine geringe Effizienz von Zelltherapien sind, die auf mimetischen Autografen basieren. Um diese Hypothese zu bestätigen, sind unsere spezifischen Ziele: 1) Verbesserung der PMSC-basierten Zelltherapien durch Erhöhung der Resistenz gegen Hypoxie und oxidativer Stress. 2) Optimierung von mimetischen Autografen durch Entwurf von Implantaten, die eine erhöhte Vaskularisierung und ihre Kopplung mit osteogener Differenzierung von PMSCs begünstigen. 3) Entwickeln Sie ein Modell der Fraktur Pseudoarthrose durch Unterdrückung des molekularen Pfades, der die Homöostase von reaktiven Sauerstoffarten kontrolliert. (German)
9 December 2021
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Zowel bij hoge energiefracturen als bij oncologische patiënten of met endocrinologische of vasculaire pathologieën wordt de regeneratiecapaciteit van botweefsel vaak aangetast, vaak met een toename van consolidatievertragingen en pseudoartroses van breuken. De redenen waarom het botregeneratieproces mislukt, zijn nog onbekend. We hebben aangetoond (PI13/01633) dat het bestaan van een mechanisme dat in staat is pseudoartrois van breuk door onbalans in de homeostase van reactieve zuurstofsoorten (ROS) afgeleid van hypoxie in mesenchymale periostium progenitors (PMSCs) die de expressie van BMP2 beïnvloedt. Het gebruik van PMSC’s in combinatie met osteoconductormaterialen biedt een belangrijk therapeutisch potentieel voor de behandeling van pseudoartrose. Echter, in diermodellen van pseudoarthroses, deze autografen, hoewel ze een toename van osteogenese produceren, zijn niet efficiënt, omdat ze niet in staat zijn om te bewegen naar preklinische diermodellen. In dit project werken we met de hypothese dat de hypoxische omgeving en de deregulering van ROS homeostase de oorzaak zijn van een lage efficiëntie van celtherapieën op basis van mimetische autografen. Om deze hypothese te valideren zijn onze specifieke doelstellingen: 1) Verbetering van PMSC-gebaseerde celtherapieën door de weerstand tegen hypoxie en oxidatieve stress te verhogen. 2) Optimalisatie van mimetische autografen door ontwerp van implantaten die voorstander zijn van verhoogde vascularisatie en de koppeling ervan met osteogene differentiatie van PMSC’s. 3) Ontwikkel een model van breuk pseudoarthroses door het onderdrukken van de moleculaire weg die de homeostase van reactieve zuurstofsoorten controleert. (Dutch)
17 December 2021
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Nelle fratture ad alta energia così come in pazienti oncologici o con patologie endocrinologiche o vascolari, la capacità di rigenerazione del tessuto osseo è spesso compromessa, spesso con un aumento dei ritardi di consolidamento e pseudoartrosi di frattura. Le ragioni per cui il processo di rigenerazione ossea fallisce sono ancora sconosciute. Abbiamo dimostrato (PI13/01633) l'esistenza di un meccanismo in grado di innescare pseudoartrois di frattura per squilibrio nell'omeostasi delle specie di ossigeno reattivo (ROS) derivate dall'ipossia nei progenitori mesenchimali periostio (PMSC) che influenzano l'espressione del BMP2. L'uso di PMSC in combinazione con materiali osteoconduttori offre un importante potenziale terapeutico per il trattamento delle pseudoartrosi. Tuttavia, nei modelli animali di pseudoartrosi, questi autotrapianti, anche se producono un aumento dell'osteogenesi, non sono efficienti, non essendo in grado di muoversi verso modelli animali preclinici. In questo progetto lavoriamo con l'ipotesi che l'ambiente ipossico e la deregolamentazione dell'omeostasi ROS siano la causa della bassa efficienza delle terapie cellulari basate su autotrapianti mimetici. Per convalidare questa ipotesi i nostri obiettivi specifici sono: 1) Migliorare le terapie cellulari basate su PMSC aumentando la resistenza all'ipossia e allo stress ossidativo. 2) Ottimizzazione degli autotrapianti mimetici dalla progettazione di impianti che favoriscono l'aumento della vascolarizzazione e il suo accoppiamento con la differenziazione osteogenica dei PMSC. 3) Sviluppare un modello di pseudoartrosi da frattura sopprimendo la via molecolare che controlla l'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno. (Italian)
16 January 2022
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Pamplona/Iruña
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Identifiers
PI17_00136
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