Molekulare Aufklärung anti-apoptotischer Signalwege in neutrophilen Granulozyten nach schwerem Trauma
Final Report Abstract
Ziel des geförderten Projektes war die Aufklärung molekularer Zusammenhänge zwischen proinflammatorischen Serumfaktoren, Kinasen und antiapoptotischen Bcl-2-Mitgliedern sowie intrinsischer Apoptoseresistenz in PMN aus polytraumatisierten Patienten. Anfängliche Untersuchungen konnten belegen, dass das A1-Protein, ähnlich wie Mcl-1, einer Regulation durch Serumfaktoren/GM-CSF unterliegt. Entscheidend für das weitere Vorgehen war jedoch der Befund, dass das A1-Protein nach Einleitung der intrinsischen Apoptose mittels STS in Kontroll-PMN nicht abgebaut wird. Obwohl die Bedeutung dieses Faktors für die intrinsische Apoptoseresistenz essentiell zu sein scheint, ist eine Aufhebung der Apoptoseresistenz nicht auf einem Abbau dieses Faktors zurückzuführen. Die Untersuchungen zur Rolle der Kinasen p38 und pI3K/Akt für die intrinsische Apoptoseresistenz führten zum Teil zu kontroversen Ergebnissen. Unsere Daten belegen, dass Mcl-1 in ATRA-ausdifferenzierten HL-60-Zellen und primären PMN unterschiedlich durch die erwähnten Kinasen reguliert wird. Auch geht die Aufhebung der STS-Resistenz nach Hemmung von p38 und pI3K/Akt, gemessen an der erhöhten Zellapoptoserate, mit keiner Abnahme der intrazellulären Mcl-1-Leveln einher. Im Rahmen weiterer Untersuchungen wurde die Bedeutung von Mcl-1 und dessen Regulation für das PMN-Überleben nach Trauma näher beleuchtet. Es konnte gezeigt werden, dass zumindest die Kinase Akt eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung der intrinsischen Apoptoseresistenz in PMN einnimmt. Diese Kinase, die in Serum-geprimten PMN durch STS nachweislich nicht inaktiviert wird, scheint durch Inaktivierung von GSK-3 für die verminderte Mcl-1-Phosphorylierung sowie -Ubiquitinylierung verantwortlich zu sein. Zusätzlich zeigen unsere Ergebnisse, dass in Serumgeprimten PMN die STS-eingeleitete Erhöhung der Caspasen-Aktivität unterbunden wird. Zusammenfassend belegen unsere Befunde, dass die Stabilisierung des Mcl-1-Proteins in STS-behandelten, geprimten PMN auf einer Akt-abhängigen Hemmung des proteasomalen, sowie Caspasen-abhängigen Abbaus zurückzuführen ist. Ergänzende proteinbiochemische Analysen zur Identifizierung von Serumfaktoren, die die STS- Resistenz in PMN nach Trauma vermitteln, deuten auf eine Beteiligung von Akute-Phase-Proteine hin. Im Interessenfokus steht aktuell α-1-Antitrypsin (AAT), welches u.a. als potentieller Mediator mittels Massenspektrometrie identifiziert wurde. Es konnte in vitro bereits gezeigt werden, dass AAT die proapoptotische Wirkung von STS aufhebt. Diese Daten, die im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit dem Institut für Molekulare Medizin (Universitätsklinikum Düsseldorf) erhoben wurden, bedürfen noch ergänzender Analysen.
