The interaction of C-reactive protein (CRP) with the complement system in the pathogenesis, diagnosis and therapy of the post traumatic inflammatory response
Final Report Abstract
Die wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritte und ihre Anwendungsaspekte: Inkubation von humanem Serum mit pCRP und mCRP führen zu einer erhöhten Komplementaktivierung, können jedoch keine direkte Spaltung von C3 und C5 in die jeweiligen Anaphylatoxine C3a und C5a induzieren. - Erstmalig durch die hier vorliegenden Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass mCRP in humanen Neutrophilen zur NET Bildung durch Freisetzung von Elastase, MPO und dsDNA führt. - Mechanistisch konnte gezeigt werden, dass mCRP die NET Bildung über Aktivierung des p38/MAPK-Signalwegs, sowie NADPH Oxidase Aktivierung, ROS Bildung und die Citrullinierung von Histon H3 induziert. - C5aR1 scheint bei der Vermittlung der pro-inflammatorischen Wirkung von pCRP*/mCRP auf Neutrophile und CD14+ Monozyten bezüglich der Bildung von ROS eine untergeordnete Rolle zu spielen. - Die NET Bildung konnte durch einen PAD4 selektiven Inhibitor GKS484 signifikant reduziert werden. - In Plasma Proben von Polytrauma Patienten konnte eine signifikant erhöhte CRP Konzentration im zeitlichen Verlauf erfasst werden, welche auch mit dem Schweregrad des Traumas (ISS), dem Aufenthalt auf der Intensivstation und der Leukozytenzahl korrelierten. - Mittels nativen Western Blot Analysen konnten in Plasma Proben erstmalig die CRP Konformation und damit auch mCRP im humanen Polytrauma beschrieben werden. - Durchflusszytometrische und proteombasierte Analysen mit isolierten und gewaschenen MV Präparationen zeigten eine signifikante Veränderung der Proteinzusammensetzung nach einem PT; CRP wurde dabei als eines der am stärksten MV-assoziierten Proteine identifiziert. Weitere Analysen zeigten, dass es sich um die konformations-veränderte CRP Variante (neo-Epitop Expression, pCRP*/mCRP) handelt. - In einem ex vivo Vollblut Versuchsansatz mit Trauma-Simulation durch einen etablierten Inflammationscocktail konnte auch erstmalig eine pCRP Dissoziation in mCRP und Aktivierung von Neutrophilen (NET Bildung, MPO Freisetzung, CD11b Expression) gezeigt werden. - Inhibition der pCRP Dissoziation durch den Small Molecule Inhibitor 1,6-bis-PC blockierte diese Effekte und stellt somit einen vielversprechenden therapeutischen Ansatz im Traumapatienten dar, welcher zukünftig in relevanten in vivo Modellen validiert werden kann.
Publications
- Transitional changes in the CRP structure lead to the exposure of proinflammatory binding sites. Nat Commun. 2017 Jan 23;8:14188
Braig D, Nero TL, Koch H-G, Kaiser B, Wang X, Thiele JR, Morton CJ, Zeller J, Kiefer J, Potempa LA, Mellett NA, Miles LA, Du X-J, Meikle PJ, Huber-Lang M, Stark GB, Parker MW, Peter K, Eisenhardt SU
(See online at https://doi.org/10.1038/ncomms14188) - Extracellular Vesicles: Packages Sent With Complement. Front Immunol 2018; 9:721
Karasu E, Eisenhardt SU, Harant J, Huber-Lang M
(See online at https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00721) - Complement C5a Induces Pro-inflammatory Microvesicle Shedding in Severely Injured Patients. Front Immunol 2020; 11:1789
Karasu E, Demmelmaier J, Kellermann S, Holzmann K, Köhl J, Schmidt CQ et al.
(See online at https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01789)
