Die zellspezifische Rolle von proteolytischem Shedding durch die Metalloproteinasen ADAM10 und ADAM17 bei chronisch entzündlichen Lungenerkrankungen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Ludwig
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193367644

Akute und chronische Entzündungsprozesse werden durch Zelloberflächenmoleküle und freigesetzte Mediatoren gesteuert. Die Metalloproteinasen ADAM10 und ADAM17 vermitteln die Spaltung und Freisetzung verschiedener Oberflächenmoleküle (Zytokine, Rezeptoren, Chemokine, Wachstumsfaktoren, und Adhäsionsmoleküle) und regulieren so Gefäßdurchlässigkeit und Leukozytenrekrutierung. Mit zellspezifischen Knockout-Mäusen haben wir die Relevanz von ADAM10 und ADAM17 bei akuter Lungenentzündung nach intranasaler Applikation von LPS gezeigt. Während endotheliale ADAM17 die Spaltung von Adhäsionsmolekülen und Permeabilitätssteigerung des Endothels fördert, wirkt ADAM17 in glatten Muskelzellen durch die Freisetzung von transaktivierenden Wachstumsfaktoren proentzündlich. In Leukozyten fördert ADAM10 die entzündliche Rekrutierung, Adhäsion und Signaltransduktion.Die Funktion von ADAM10 und ADAM17 in späteren Stadien chronischer Entzündungen, wie sie bei Lungenfibrose oder allergischem Asthma auftreten, ist noch weitgehend ungeklärt. In diesem Vorhaben soll die Rolle von ADAM10 und ADAM17 im Verlauf der chronischen Entzündung der Lunge und ihre mögliche Funktion als Schaltmoleküle zwischen Progression und Auflösung der Entzündung untersucht werden. Erste Versuche zeigen, dass endotheliale ADAM10 in frühen Phasen zwar proinflammatorisch, aber in späten Phasen protektiv wirkt. Eine zentrale Hypothese ist daher, dass beide Proteasen auch die Entzündungsauflösung und die Regeneration regulieren, indem sie in zellspezifischer Weise zur Spaltung von Oberfächenmolekülen beitragen. Die Untersuchungen erfolgen an Mäusen mit spezifischem Knockout von ADAM10 und ADAM17 nach intratrachealer Gabe von Bleomycin, um eine länger anhaltende Entzündung mit Fibroseentwicklung zu induzieren. Es wird untersucht, ob und wie die zellspezifische Aktivität von ADAM Proteasen zu verschiedenen Phasen der chronischen Lungenentzündung zur T-Zell-Rekrutierung, Zytokinfreisetzung, Kollagenproduktion oder zum Gewebeumbau beiträgt. Begleitend erfolgen mechanistische in vitro Analysen, um die Rolle der Spaltung von Adhäsionsmolekülen, Wachstumsfaktoren und Notch bei einzelnen zellulären entzündlichen Prozessen wie Migration, Permeabilität, Mediatorfreisetzung Proliferation, Apoptose, Regeneration und Transaktivierung zu untersuchen. Hierfür werden humane und murine Primärzellen der Lunge und Leukozyten von Knockout-Mäusen bzw. nach pharmakologischer oder transkriptioneller Inhibition von ADAM10 oder ADAM17 verwendet. In ähnlicher Weise wird untersucht, ob ADAM10 oder ADAM17 auch zu verschiedenen Phasen der asthmatischen Entzündungsreaktion in Mäusen nach Immunisierung und Provokation mit Ovalbumin beitragen. Diese Studie soll zeitabhängige und zellspezifische Änderungen der Funktion von ADAM Proteasen im Verlauf von akuter zu chronischer Entzündung untersuchen. Es sollen somit wichtige Informationen zur Entwicklung antientzündlicher Theapiestrategien mit ADAM Inhibitoren gewonnen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen