Dynamische Balance zwischen Von-Willebrand Faktor und dessen Protease ADAMTS13 bei Inflammation und Hämostase
Final Report Abstract
Sepsis ist mit geschätzten jährlichen Neuerkrankungen von ca. 160.000 Fällen und einer Mortalität bis zu 50 % eine der häufigsten Todesursachen in Deutschland. In Folge der überschießenden systemischen Inflammation und einer Aktivierung der Hämostase entwickeln die Patienten Mikrozirkulationsstörungen und Multiorganversagen mit schlechter Prognose. Die Wechselwirkung zwischen einem vermindertem proteolytischen Abbau des Von-Willebrand-Faktor (VWF) und dessen procoagulante Wirkung auf aktivierte Thrombozyten ist als eine wesentliche Ursache für die Entwicklung thrombotischer Mikroangiopathie (TMA) entdeckt worden. Der VWF stellt aufgrund seiner entzündungsmediierten Freisetzung ein Bindeglied zwischen Akut-Phasen Reaktion und Gerinnung dar. Dabei trägt der VWF im Plasma in einer unprozzesierten, gestreckten Form zur Thrombozytenaktivierung und -aggregation bei. Schlüsselenzym der Aktivitätsregulation des VWF ist die Protease ADAMTS13. Bei einer systemischen Entzündungsreaktion werden neben einer stark erhöhten VWF-Konzentration und einer Zunahme dessen thrombogener Aktivität eine Verminderung deren proteolytischer Aktivität beobachtet, was in einem thrombophilen Status resultiert und aufgrund der Bildung von Mikrothromben zum Thrombozytenverbrauch, zum Gefäßverschluss und zum Organversagen beitragen könnte. Die Besonderheit der im Projekt gewählten Vorgehensweise lag in der engen klinisch-translationalen Anbindung zur Beantwortung Grundlagen-orientierter, tierexperimenteller und klinischer Fragestellungen. Durch die initiale Untersuchung ausgezeichnet charakterisierter Patienten- und Probandenkohorten mit einer Entzündungsreaktion unterschiedlich starken Ausmaßes, Organversagen und schwere Sepsis/septischem Schock wurde die Kinetik und Dynamik der ADAMTS13-Aktivitätsveränderung und verwandter Parameter (VWF) ausführlich charakterisiert, eine Assoziation mit etablierten Markern der Entzündungsreaktion beschrieben werden und somit die komplexen Zusammenhänge zwischen Entzündungsreaktion und plasmatischer Gerinnung näher definiert. Zur Erlangung eines pathophysiologischen Nachweises der Relevanz einer durch das gestörte Gleichgewicht zwischen ADAMTS13 und VWF verursachten Mikrothrombosierung im klinischen Verlauf einer Sepsis wurde im 2-Hit-Model des septischen Schweins (Hämorrhagie/Sepsis) die Lücke zwischen klinischen Observationsstudien und pathophysiologisch relevanter Ereignisse geschlossen. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass sich die in Patientenstudien etablierten Veränderungen reproduzierbar widerspiegeln (Blutbild, Organversagensparameter, VWF-Shift etc.), aber insbesondere die Kinetik und Dynamik des veränderten ADAMTS13/VWF-Gleichgewichtes (Aktivitätsverlust ADAMTS13, Präsenz unprozessierter VWF-Multimere) abzubilden sind. Wegweisend im Rahmen dieser Untersuchungen war die Korrelation der DIC mit der Manifestation eines akuten Nierenversagens sowie der Nachweis von glomerulären Mikrothromben, deren Zusammensetzung immunhistochemisch als Thrombozyten/VWF-reich untermauert werden konnte. Somit konnte erstmals der Nachweis erbracht werden, dass das Ungleichgewicht zwischen ADAMTS13 und VWF im Verlauf einer Sepsis als ursächlich für die renale Mikrothrombosierung zu bewerten ist. Mechanistische Aspekte der Regulation und Sekretion der ADAMTS13 wurden im Endothelzellmodell untersucht. Dabei wurde diese Zellpopulation als wesentliche Quelle der Protease identifiziert und die Rolle einer proinflammatorischen Stimulation mit ausgewählten Mediatoren untersucht. Hierbei ist es nicht nur gelungen, proinflammatorische Zytokine und LPS als Schlüsselmediatoren der transkriptionellen Regulation zu beschreiben, sondern auch das Spektrum relevanter Botenstoffe um zirkulierende Histone zu erweitern.
Publications
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