Proteasom-vermittelte Regulation der Toll-like-Rezeptorfunktion in humanen Thrombozyten

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Anna Kobsar; Privatdozent Dr. Jürgen Kößler
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388501454

Thrombozyten sind neben ihrer besonderen Bedeutung für die Hämostase und für die Thrombusbildung in Mechanismen der Immunantwort involviert. Toll-like-Rezeptoren (TLRs), ansonsten auf Phagozyten und dendritischen Zellen exprimiert, sind für die Erkennung von Pathogenmuster bedeutsam und z.B. auch auf Thrombozyten nachweisbar. Durch Bindung von bakteriellen Pathogenen und Lipopolysacchariden (LPS) und durch nachfolgende Aktivierung von Neutrophilen sind thrombozytäre TLRs vermutlich an der Auslösung von Immunantworten beteiligt. Auf diese Weise könnte die Entstehung entzündlicher Erkrankungen und transfusionsassoziierter Nebenwirkungen unterstützt werden.Es wurde kürzlich nachgewiesen, dass Thrombozyten durch TLR2 über den src/Syk/Phospholipase C-Gamma2-Signalweg stimuliert werden, während die Effekte des TLR4 über die mitogen-activated Proteinkinase vermittelt werden. Beide Rezeptoren haben Einfluss auf nuclear factor kappa-B regulierte Signalwege. Die weitere Untersuchung der TLR-Signalweiterleitung und Wechselwirkung mit der Thrombozytenaktivierung ist jedoch eine grundlegende Voraussetzung für das Verständnis der Rolle von TLRs bei immunologischen oder hämostatischen Prozessen. Da Thrombozyten als kernlose Zellen nur zu einer beschränkten de-novo-Proteinsynthese befähigt sind, könnten der durch das Proteasomsystem regulierte Proteinabbau und -umsatz wesentliche Auswirkungen auf die TLR-Funktion und -Signalweiterleitung haben. Thrombozyten besitzen alle Bestandteile des Proteasomsystems. Zudem wurde in bisherigen Studien gezeigt, dass die Proteasomhemmung mit Thrombozytopenie, z.B. bei Patienten unter Bortezomib-Therapie, und mit verringerter Thrombusbildung in Mausmodellen verbunden war. Nach Thrombozytenaktivierung kommt es zum Anstieg der Proteasomaktivität mit Vermittlung der Effekte über Calpain und Proteinkinase C.Die Regulation der TLR-Funktion durch das Proteasomsystem im Zusammenspiel mit verschiedenen Signalwegen wurde aber bisher noch nicht systematisch und umfassend erforscht. Gegenstand des Projekts ist es daher, durch thrombozytäre TLR-Stimulation mit den Agonisten LPS oder Pam3CSK4 die Veränderungen der Proteasomaktivität und die Wechselwirkung mit aktivierenden und hemmenden Signalwegen auf verschiedenen Ebenen zu untersuchen. Die Effekte werden durch die Bestimmung von Schlüsselmolekülen der Signalwege und durch funktionelle Tests wie Aggregometrie, Durchflusszytometrie und Flusskammerexperimente erfasst. Die Spezifität der Ergebnisse wird durch die zusätzliche Verwendung von hemmenden TLR-Antikörpern und spezifischen Inhibitoren der Signalwege sichergestellt. Hemmstoffe des Proteasomsystems dienen wiederum zur Überprüfung der Abhängigkeit einer TLR-Stimulation von der Proteasomaktivität.Die neu gewonnenen Erkenntnisse über thrombozytär vermittelte Immunantworten werden das Verständnis von Mechanismen, die zur Entstehung von entzündlichen Prozessen und transfusionsassozierten Nebenwirkungen beitragen, weiter fördern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen