Rolle von Spaltprodukten des Vaskulär endothelialen (VE)-Cadherin als klinischer Marker und Auslöser für die Schrankenstörung des Gefäßendothels in der Sepsis

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Sven Flemming; Professor Dr. Nicolas Schlegel
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264025264

Sepsis wurde als lebensbedrohliche Organdysfunktion aufgrund einer fehlregulierten Antwort des Körpers auf eine Infektion vor kurzem neu definiert. Das Schlüsselereignis, dem die Organdysfunktion vorausgeht ist die mikrovaskuläre Schrankenstörung des Gefäßendothels. Für die Aufrechterhaltung der Endothelbarriere ist die Integrität des Adhärenskontaktproteins Vaskular- Endotheliales Protein (VE-Cadherin) entscheidend. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass es im Rahmen von Entzündungsprozessen es zur Bildung von VE-Cadherin Spaltprodukten (sVE-Cadherin) kommt, welches aus den Extrazellulärdomänen EC1-5 besteht. Die Bildung von sVE-Cadherin korreliert zeitlich eng mit dem endzündungsinduzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere in vitro und ist auch bei Patienten mit mikrovaskulärer Schrankenstörung in der Sepsis signifikant erhöht. Aus unseren Vorarbeiten durch die Klonierung eines sVE-Cadherin Konstrukts wird deutlich, dass sVE-Cadherin nicht nur Folge einer Entzündung ist, sondern dass sVE-Cadherin in vitro unabhängig von Apoptose den Zusammenbruch der Endothelbarriere induziert.Ziel des zur Förderung beantragten Projektes ist die Charakterisierung der Bedeutung von VE-Cadherin Spaltprodukten als Folge und Ursache einer endothelialen Schrankenstörung bei septischen Entzündungsprozessen. Basierend auf unseren Vorarbeiten sollen die zellulären Mechanismen, die zur entzündungsinduzierten Bildung von sVE-Cadherin beitragen detailliert charakterisiert werden. Hierbei soll untersucht werden, welche intrazellulären Prozesse zur Aktivierung der verantwortlichen Sheddase ADAM10 im Endothel verantwortlich sind. Da unser sVE-Cadherin Konstrukt auf Endothelkulturen dosisabhängig zum Zusammenbruch der Endothelbarriere führt, werden wir der Barrierestörung zugrundeliegenden Mechanismen identifizieren. Mit Hilfe von Messungen am Rasterkraftmikroskop soll geklärt werden, ob sVE-Cadherin die VE-Cadherin vermittelte Adhäsion hemmt. In Immunpräzipitationen haben wir eine direkte Interaktion von sVE-cadherin mit einer endothelregulierenden Phosphatase (VE-PTP) nachgewiesen. Es wird deshalb untersucht, ob sVE-Cadherin über die Bindung an VE-PTP und Veränderung der VE-Cadherin-Phosphorylierung bzw. über die Modulation der Tie-2-vermittelten Signalwege unabhängig von Entzündungsmediatoren den Zusammenbruch der Endothelbarriere induziert. In unseren in vivo-Modellen werden wir die Bedeutung der sVE-Cadherin-Bildung im zeitlichen Verlauf und in Korrelation mit der Induktion einer enzündungsinduzierten Schrankenstörung untersuchen. Durch die systemische Applikation des sVE-Cadherin-Konstrukts in Tieren ohne Sepsis wird getestet, ob dies allein zur mikrovaskulären Schrankenstörung und zur Induktion von Organversagen analog zu den Vorgängen bei einer Sepsis führt. Zusammenfassend soll damit ein neuer pathophysiologischer Aspekt im komplexen Bild der entzündungsinduzierten mikrovaskulären Schrankenstörung bei Sepsis identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen