Die Rolle von Rho GTPasen in Thrombozytenbildung und -funktion: Studien in konditionalen knock-out Mausmodellen

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Nieswandt
• Fachliche Zuordnung: Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202079504

Die molekularen Mechanismen, die der Thrombozytenentstehung aus ihren Vorläuferzellen, den Megakaryozyten (MK), zugrunde liegen, sind komplex und bislang in weiten Teilen unverstanden, jedoch spielt die Regulation des megakaryozytären Zytoskeletts insbesondere im Prozess der proplatelet-Bildung eine zentrale Rolle. Ebenso sind regulierte Veränderungen des Zytoskeletts unerlässlich für shape change, Degranulierung, Adhäsion und spreading aktivierter Thromobzyten. Kleine GTPasen der Rho-Proteinfamilie spielen zentrale Rollen in diesen Prozessen, jedoch sind ihre genauen Funktionen und ihr Zusammenspiel nur unzu-reichend verstanden. Wir konnten in der ersten Förderperiode durch in vitro und in vivo Analysen von (konditionalen) knockout Mauslinien zentrale regulatorische Funktionen und teils unerwartete funktionale Redundanzen von Rac1, Cdc42/RhoF, RhoA und RhoB in MKs bzw. Thrombozyten nachweisen und zeigen, dass der MK-spezifische Verlust von RhoA oder Cdc42 zu ausgeprägten Makrothrombozytopenien führt, die mit beispiellosen Lokalisationsdefekten der MKs im Knochenmark assoziiert sind. So waren etwa 30% der RhoA-defizienten MKs intravasal lokalisiert und dieser Defekt konnte durch eine gleichzeitige Cdc42-Defizienz oder Blockade des vWF-Rezeptorkomplexes GPIb-IX aufgehoben werden. Diese und weitere Befunde lassen vermuten, dass RhoA und GPIb-Cdc42 zentrale gegenläufige Regulatoren der Megakaryopoese/proplatelet-Bildung im Knochenmark sind, was auch eine Erklärung für die Makrothrombozytopenie in GPIb-IX-defizienten Patienten (Bernard-Soulier-Syndrom, BSS) sein könnte. Diese Hypothese wollen wir anhand (konditionaler) knockout Mäuse und viraler Expression mutanter Rho GTPase Varianten in hämatopoetischen Stammzellen in vitro und in vivo untersuchen. Hierbei sollen u.a. intravitale 2-Photenenmikroskopie (2P-IVM) und Lichtblattmikroskopie (LSFM) des Knochenmarks sowie Studien zur proplatelet-Bildung in einem Platelet Bioreactor durchgeführt werden. Wir erwarten von diesen Untersuchungen grundlegend neue Erkenntnisse zur molekularen Regulation der Megakaryopoese und proplatelet-Bildung im Knochenmark, die zu einem besseren Verständnis von Erkrankungen des hämatopoetischen Systems führen könnten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen