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Projekt
Charakterisierung extrazellulärer Vesikel und ihre potentielle Rolle beim Organ-Cross-Talk nach schwerem Trauma
Antragsteller
Professor Dr. Frank Hildebrand; Privatdozent Dr. Klemens Horst
Fachliche Zuordnung
Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465409392
Die Kommunikation verschiedener Körperkompartimente untereinander, bei dem Gewebe auch entferntere Gewebestrukturen beeinflusst, ist von zunehmendem Interesse gekennzeichnet. Aufgrund verschiedener Beobachtungen scheint dieser Prozess, genannt "Organ-Cross-Talk" auch von großer Bedeutung nach schweren Verletzungen zu sein. Zum einen haben sich die systemischen Effekte unterschiedlich betroffener Körperkompartimente als ungleich schwerwiegender herausgestellt als die Summe von Einzelverletzungen, zum anderen wurden verschiedene posttraumatische Dysfunktionen bei initial unbeteiligten Organe beobachtet. Die Beobachtungen könnten möglicherweise die Entwicklung eines multiplen Organdysfunktions-Syndroms (MODS), eine der häufigsten Komplikationen nach schwerem Trauma, erklären. Die posttraumatische Immunantwort ist dafür bekannt eine Schlüsselrolle bei beidem, der Interaktion zwischen verschiedenen Körperkompartimenten und der Entwicklung eines Organversagens nach Trauma einzunehmen. Verletzungen verschiedener Körperregionen sind mit bestimmten lokalen Entzündungsantworten assoziiert, welche zu einer potentiell schädigenden systemischen Inflammationsreaktion akkumulieren können. Diesbezüglich scheinen auch extrazelluläre Vesikel (EV), produziert von einer Vielzahl an Zellen (z.B. organspezifische Makrophagen, endotheliale Zellen und Osteoblasten) in den genannten Prozess involviert zu sein. EV-basierter cross-talk stellt dabei ein substantielles interzelluläres Kommunikationsmuster da, welches seine Effekte über molekulare Oberflächen oder Moleküle (z.B. Proteine, mitochondriale DNA, mRNA) direkt in andere Zellen transportiert. Diese Interaktionen können zu einer Funktionssynchronisierung gleicher Zellen oder der Koordination verschiedener Zelltypen führen. Unabhängig von der Relevanz von EV für den posttraumatischen organ-cross-talk, ist unbekannt ob ihr Ursprung und das Freisetzungsmuster auf der Verletzungsschwere und/oder der -Verteilung beruhen. So werden EV möglicherweise nur durch ein direktes organisches Trauma oder auch durch "indirekte" traumatische Ereignisse mit beispielsweise systemischen Einflüssen (z.B. traumatische Hämorrhagie (TH)) oder Verletzungen anderer Organe freigesetzt. Darüber hinaus fehlt eine detaillierte Charakterisierung von EV hinsichtlich der Zusammensetzung ihrer Subpopulationen, ihres Inhaltes und ihrer Funktion. Mit dem geplanten Projekt soll daher a) die verletzungsabhängige lokale und systemische Freisetzung von EV in einem etablierten porcinen MT-Modell sowie die Isolation lokaler und systemischer EV und Charakterisierung ihres Ursprungs und Inhaltes erfolgen; b) organ-spezifische Zelllinien in vitro mit isolierten EV aus dem Modell stimuliert werden um die EV-Funktion zu beleuchten und c) translational die systemischen EV-Freisetzungsmuster aus dem Modell mit der humanen Situation (NTF-Biobank) zu korrelieren um Hinweise auf die Entwicklung von Komplikationen und das Überleben der Patienten zu ermitteln.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
