Dr. Filiz Ates
Senior-Fellow, Oktober 2026 bis März 2027
Universität Stuttgart
- Seit 2020 Leiterin der Forschungsgruppe Experimentelle Biomechanik am Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen der Universität Stuttgart.
- Promotion in Biomedizintechnik an der Boğaziçi-Universität, Istanbul, anschließend Habilitation im Bereich Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie an der Universität Stuttgart, mit Forschungsschwerpunkt auf dem mechanischen Verhalten der Skelettmuskulatur in vivo und deren Anpassung an Alterungsprozesse.
- International erfahrene Biomedizintechnikerin, deren interdisziplinäre Forschung experimentelle Biomechanik, Bildgebungsverfahren und computergestützte Methoden verbindet, um die Funktion der Skelettmuskulatur über verschiedene Skalen hinweg – von der Zellebene bis zum gesamten Körper – zu untersuchen.
Fellow-Projekt: „Multiskalares Verständnis der Kraftübertragung im Skelettmuskel für das Design künstlicher Muskeln“
Der Skelettmuskel ist nicht nur für Bewegung unerlässlich, sondern auch für die Aufrechterhaltung der Körperhaltung, den Schutz der Gelenke und die Unterstützung der Stoffwechselgesundheit. Geht ein großer Teil des Muskelgewebes durch Verletzung, Operation oder Krankheit verloren – ein Zustand, der als volumetrischer Muskelverlust bezeichnet wird –, leiden Betroffene häufig unter dauerhafter Schwäche und Funktionseinschränkung. Gängige Behandlungsmethoden wie Physiotherapie oder Muskeltransplantate können die komplexe Struktur und Funktion gesunden Muskelgewebes nicht vollständig wiederherstellen. Neue Technologien wie künstliche Muskeln bieten Hoffnung, doch den meisten bestehenden Konzepten fehlt die Fähigkeit, nachzubilden, wie reales Muskelgewebe Kräfte in mehreren Richtungen und über verschiedene biologische Skalen hinweg verteilt und überträgt.
Dieses Projekt widmet sich einer grundlegenden Wissenslücke: der Frage, wie mechanische Kräfte innerhalb und zwischen Muskelfasern übertragen werden – insbesondere durch das umgebende Bindegewebe, das eine entscheidende Rolle bei der Koordination der Muskelkontraktion spielt. Aufbauend auf aktuellen experimentellen Befunden konnte die Antragstellerin zeigen, dass die Entfernung winziger Bindegewebsstrukturen zwischen benachbarten Muskelfasern zu einem erheblichen Verlust der Kraftproduktion führt. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Bindegewebe nicht nur strukturelle Stützfunktion hat, sondern aktiv an der Muskelfunktion beteiligt ist.
In Zusammenarbeit mit Expertinnen und Experten für Biophysik und molekulare Bildgebung an der Gastinstitution untersucht dieses Projekt, wie spezifische Proteine – etwa Dystrophin, Desmin, Vinculin und Integrine – das Innere der Muskelfaser mit der umgebenden Matrix verbinden. Mithilfe einer Kombination aus bildgebenden Verfahren und mechanischen Tests auf Myofaserebene soll kartiert werden, wie diese Proteine zur Muskelleistung beitragen. Die Ergebnisse sollen die Entwicklung künftiger künstlicher Muskeln leiten, die das mechanische Verhalten biologischen Gewebes besser nachbilden können. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit legt den Grundstein für verbesserte Therapieansätze in der regenerativen Medizin sowie für intelligentere bioengineerte Systeme in der Rehabilitation.