Die Modulation der Rhodococcus equi- bzw. Pseudomonas aeruginosa-induzierten Signaltransduktion von Makrophagen durch die membranäre Lipid-Zusammensetzung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projektes wurden die Folgen einer Supplementierung von Makrophagen mit einer physiologisch relevanten Konzentration mehrfach ungesättigter Fettsäuren (PUFA) untersucht. Ziel war das Aufzeigen neuer Wege zur unterstützenden Behandlung von chronischen Infektionen, die durch persistierende Erreger, wie R. equi oder P. aeruginosa, hervorgerufen werden. Zudem wurden die den Fettsäuren‐Effekten zugrunde liegenden Mechanismen analysiert. Die Schwerpunkte der Untersuchungen umfassten die Auswirkungen einer PUFA‐Supplementierung auf den Membranaufbau, die Aktivierbarkeit und die Funktionalität von Makrophagen. Die erhobenen Daten belegen, dass supplementierte PUFA (sowie deren Elongations‐ und Desaturatierungsprodukte) in die Membran von Makrophagen eingebaut werden. Die Integration der Fettsäuren erfolgt sowohl in die Lipid rafts als auch in die Nicht‐raft‐Membrandomänen. Mit Ausnahme von Sphingomyelin sind alle in den Membrandomänen nachweisbaren Phospholipid‐Familien für eine PUFA‐Supplementierung in vergleichbarem Ausmaß empfänglich. Der PUFA‐Einbau in die Membran geht mit einer Differenzierung der Makrophagen in den anti‐inflammatorischen M2‐ Typ einher. Kennzeichnend für diese Entwicklung sind eine gesteigerte Phagozytoserate und Bakterizität, eine verminderte Synthese pro‐inflammatorischer Zytokine sowie eine Dämpfung des Stimulations‐induzierten oxidativen Burst. Die M2‐Differenzierung der Makrophagen ist u.a. auf eine PUFA‐induzierte Hemmung der TLR4‐vermittelten Makrophagen‐Aktivierung zurückzuführen. Die Anreicherung der Membran mit ungesättigten Fettsäuren unterbindet sowohl die Liganden‐induzierte Rekrutierung von TLR4 und seinem Ko‐Rezeptor CD14 in die Lipid rafts als auch die Ausbildung des TLR4‐CD14‐Rezeptorkomplexes. Weiterhin wird das miRNA‐Expressionsprofil von Makrophagen durch PUFA moduliert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2018) Lipid raft localization of TLR2 and its co-receptors is independent of membrane lipid composition. PeerJ 6 e4212
Hellwing, Christine; Schoeniger, Axel; Roessler, Claudia; Leimert, Anja; Schumann, Julia
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Fatty acid and peptide profiles in plasma membrane and membrane rafts of PUFA supplemented RAW264.7 macrophages. PLOS ONE 6: e24066 (2011)
Schumann J., Leichtle A., Thiery J., Fuhrmann H.
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The impact of membrane lipid composition on macrophage activation in the immune defense against Rhodococcus equi and Pseudomonas aeruginosa. International Journal of Molecular Sciences 12 (2011), 7510‐7528
Schoeniger A., Adolph S., Fuhrmann H., Schumann J.
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Unsaturated fatty acids as modulators of macrophage respiratory burst in the immune response against Rhodococcus equi and Pseudomonas aeruginosa. Free Radical Biology and Medicine 52 (2012), 2246‐2253
Adolph S., Schoeniger A., Fuhrmann H., Schumann J.
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Unsaturated fatty acids promote the phagocytosis of P. aeruginosa and R. equi by RAW264.7 macrophages. Current Microbiology 65 (2012), 649‐655
Adolph S., Fuhrmann H., Schumann J.
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Does plasma membrane lipid composition impact the miRNA‐mediated regulation of vascular inflammation? Medical Hypotheses 88 (2016), 57‐59
Schumann J.
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It is all about fluidity: Fatty acids and macrophage phagocytosis. European Journal of Pharmacology 785 (2016), 18‐23
Schumann J.
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LPS‐ or Pseudomonas aeruginosa‐mediated activation of the macrophage TLR4 signaling cascade depends on membrane lipid composition. PeerJ 4:e1663 (2016)
Schoeniger A., Fuhrmann H., Schumann J.
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Impact of polyunsaturated fatty acids on miRNA profiles of monocytes/macrophages and endothelial cells – a pilot study. International Journal of Molecular Sciences 18 (2017), 284
Roessler C., Kuhlmann K., Hellwing C., Leimert A., Schumann J.
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Lipid composition of membrane microdomains isolated detergent‐free from PUFA supplemented RAW264.7 macrophages. Journal of Cellular Physiology (2017)
Hellwing C., Tigistu‐Sahle F., Fuhrmann H., Käkelä R., Schumann J.
