Identifizierung des Mechanismus einer Na+-induzierten vaskulären Inflammation

• Antragstellerin: Professorin Dr. Kristina Kusche-Vihrog
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225755194

Während der letzten Jahre wurde festgestellt, dass Na+, ein scheinbar harmloses Ion, als kardiovaskulärer Risikofaktor eingestuft werden muss. Bluthochdruck, Schlaganfall, Koronare Herzkrankheit und Entzündung stehen im Zusammenhang mit einer hohen Na+ Zufuhr. Obwohl die schädlichen Effekte von hoch Na+ offensichtlich sind, ist der zugrundeliegende Mechanismus unbekannt. Vaskuläre Endothelzellen sind dem Blutstrom ausgesetzt und reagieren sensitiv auf kleine Erhöhungen des extrazellulären Na+. Na+ Konzentrationen über 140 mM beeinflussen direkt die mechanischen Eigenschaften und damit die Funktion der äußeren Schicht von Endothelzellen, indem sie (i) die endotheliale Glykokalyx (eGC), eine vasoprotektive Nano-Barriere auf den Endothelzellen, schädigen, (ii) den Steifigkeit des Zellkortex unterhalb der Plasmamembran erhöhen, (iii) die Freisetzung von Stickstoffmonoxid (nitric oxide, NO) reduzieren und (iv) zu einer verstärkten Monozyten-Adhäsion am Endothel führen.Wir postulieren, dass eine Na+-induzierte Rekonstruktion des Endothels die Ursache für eine endotheliale Dysfunktion ist und die Entstehung vaskulärer Inflammation begünstigt. Daher sind die zentralen Fragen des Projektes wie und warum eine kleine Erhöhung der Na+ Konzentration einen so großen Einfluss auf die endotheliale Funktion hat. Ziel dieses Projektes ist es den link zwischen Na+-abhängiger Nanomechanik des Endothels und inflammatorischer Prozesse am kardiovaskulären System nachzuvollziehen. Eine Kombination aus AFM (Atomic Force Microscopy)-basierten Nanotechniken, Fluoreszenzmikroskopie, Molekularbiologie und Proteinbiochemie soll genutzt werden, um die Na+-abhängige endotheliale Nanomechanik und inflammatorische Prozesse exakt zu quantifizieren und analysieren. Um diesen Ansatz in einen physiologischen Kontext zu setzen, werden state-of-the-art Mausmodelle untersucht. Mit diesem quantitativen Ansatz soll zum ersten Mal der link zwischen Na+-induzierter vaskulärer Inflammation, endothelialer Nanomechanik und Funktion, weit über das bislang Bekannte hinaus, beleuchtet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen