Die effektive Versorgung (sub)kritischer Knochendefekte ist eine bislang unzureichend erfüllte klinische Herausforderung. Durch eine zunehmend älter werdende Bevölkerung erhöht sich zudem die Häufigkeit von Begleiterkrankungen wie Osteoporose, welche die Knochenregeneration weiter reduzieren. In vorangegangenen Studien wurde der WNT-Signalweg als potentes Ziel zur Steuerung der Knochenneubildung identifiziert. Hierauf aufbauend haben wurden erfolgversprechende, neuartige Wirkstoffe auf Glykosaminoglykan-Basis entwickelt, die steuernd in diesen Signalweg eingreifen. Diese wurden durch Computer-gestützte Vorhersagen in Verbindung mit biophysikalischen Bindungsstudien bezüglich einzelner Schlüsselmoleküle dieses Signalweges identifiziert und optimiert. Anschließend wurde eine Auswahl chemisch synthetisiert und auf ihre Interaktion mit den Komponenten dieses Signalweges untersucht. Zwei dieser rational konzipierten Moleküle (REGAG1+2) führten im Zellversuch zu einer gesteigerten Aktivität des WNT-Signalweges. Auch im Mausmodell überzeugten sie durch eine um 50% erhöhte Knochenneubildung. Ziel dieser präklinischen Studie ist die multizentrische Validierung dieser Ergebnisse. Am Standort Dresden wird dafür das osteogene Potenzial der Wirkstoffe in vitro und in vivo untersucht. Dies soll mittels zweier Knochenheilungsstudien in der Maus sowie über gezielte Zellversuche erfolgen. Als sekundäre Endpunkte werden die Bioverträglichkeit über Computer-gestützte Modelle und biophysikalische Interaktions- und Freisetzungsanalysen evaluiert. Auf diese Weise soll eines der Moleküle ausgewählt werden, welches den Wnt-Signalweg besonders effizient moduliert und sich, unter prä-klinischen Bedingungen, als geeignet für weiterführende klinische Studien erweist. Dieser Ansatz kann auf andere Signalwege übertragen werden und eine neue Molekülklasse zur Entwicklung von Medikamenten erschließen.