Mechanismen der Ca2+-Regulation in Thrombozyten

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Nieswandt
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212088970

Änderungen der intrazellulären Ca2+-Konzentration regulieren fundamentale Prozesse in nahezu allen Zellen. In Thrombozyten sind die Mechanismen des Agonist-induzierten Ca2+-Einstroms nur unzureichend verstanden. Wir konnten zeigen, dass der store-operated calcium entry (SOCE) in Thrombozyten den Hauptmechanismus des Ca2+-Einstroms darstellt und v.a. für den ITAM/PLCgamma2-Signalweg und damit für okklusive arterielle Thrombusbildung und thrombo-inflammatorische Prozesse, jedoch nur bedingt für die Hämostase bedeutsam ist. Wir haben den Ca2+-Sensor STIM1 und das SOC-Kanal-Protein Orai1 als die Hauptkomponenten des thrombozytären SOCE identifiziert und das Zusammenwirken von SOCE und ROCE über die Ca2+-Kanalproteine Orai1 und TRPC6 näher charakterisiert. Daneben haben wir eine Mauslinie mit einer gain-of-function Mutation in der STIM2 Isoform (Stim2deltaEF) generiert, die in Kürze zur Verfügung stehen wird. In einem biochemischen Ansatz konnten wir das Adapterprotein Bridging Integrator 2 (BIN2) als Interaktionspartner von STIM1 in Thrombo¬zyten identifizieren. Erste Versuche mit neu generierten, konditionalen BIN2-KO Mäusen zeigten einen stark ausgeprägten Defekt sowohl in der Agonist-induzierten Ca2+-Speicherentleerung, als auch im SOCE in Thrombo¬zyten der Tiere. Interessanterweise wird BIN2 nach SOCE Calpain-abhängig gespalten, jedoch ist die funktionale Relevanz dieses Prozesses nicht bekannt. Im vorliegenden Projekt wollen wir nun die Funktion von BIN2 und der in Thrombozyten ebenfalls exprimierten BIN1 Isoform in vitro und in vivo näher untersuchen. Hierzu stehen neben der Bin2-KO Mauslinie auch konditionale Bin1-KO, sowie Bin1/2 doppel-KO Mäuse zur Verfügung. Wir wollen Studien zur Megakaryopoese/ Thrombozytenbiogenese und Thrombo¬zyten¬funktion in den einzel- und doppeldefizienten Tieren durchführen, um so Aufschlüsse über die zellulären Funktionen der BIN Proteine, und deren pathophysiologische Relevanz in vivo zu erhalten. Durch Verkreuzung der BIN-defizienten Mäuse mit Mauslinien, die Defekte in der SOCE-Maschinerie aufweisen, erhoffen wir uns weitere Erkenntnisse zur Rolle der beiden BIN-Isoformen in den thrombozytären Ca2+-Signalwegen. Mittels biochemischer und zellbiologischer Ansätze wollen wir intrazelluläre Interak¬tions¬partner von BIN2 (und ggf. BIN1) identifizieren und funktional charakterisieren, sowie die Mecha¬nismen und die funktionale Relevanz der Calpain-abhängigen BIN2-Spaltung aufklären. Wir erwarten von diesen Untersuchungen grundlegend neue Erkenntnis¬se zur molekularen Regulation des Ca2+-Signalwege in Thrombozyten, die auch neue Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer antithrombotischer Therapien erbringen könnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Attila Laszlo Braun, Ph.D.