Molekulare Mechanismen der Erythrozyten storage lesion: die Rolle der Lipiddomänen

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Karen Bieback; Kathryn Melzak, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Biophysik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290289105

Für Infusionen gelagert rote Blutkörperchen, unterliegen einer Veränderung der Zellform, verursacht durch den langsamen Abbau ihrer Lipide. Die in vivo auftretende bikonkave Scheibenform geht verloren und die Zellen, jetzt auch als Echinozyten bezeichnet, weisen Beulen auf. Diese Beulen stehen mit zunehmender Lagerung immer spitzer hervor und stehen im Zusammenhang mit der Bildung potentiell gefährlicher Mikrovesikel. Von verschiedenen Donoren gewonnene rote Blutkörperchen degenerieren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, die nicht mit ererbten Faktoren erklärt werden können. Das Ziel der hier vorgelegten Arbeit ist es, diese Strukturveränderungen im Hinblick auf folgende Fragestellungen zu untersuchen: gibt es bestimmte Eigenschaften der Zellmembran-Lipide, die als Marker für die Zellalterung herangezogen werden können; die zweite Fragestellung bezieht sich darauf, ob und wie solche Marker die Zellalterung während der Lagerung beeinflussen. Besonders die Eigenschaft der Lipide, sich in bestimmten Gebieten (Domänen) mit unterschiedlichen Eigenschaften zu sammeln, ist Gegenstand dieses Projekts. Zunächst werden mit Hilfe von Fluoreszenzmikroskopie die Lipiddomänen auf den Echinozyten sichtbar gemacht werden. Anschließend wird Atomic Force Microscopy (AFM, Rasterkraftmikroskopie) zum Einsatz kommen, um die Kraft nachzumessen, die benötigt wird, die Zellemembran an festgelegten Stellen zu durchstechen. Diese Experimente werden an einem Mikroskop durchgeführt werden, das ein Fluoreszenzmikroskop mit AFM kombiniert, so dass die Resultate beider Methoden direkt verglichen werden können. Die Ergebnisse verschiedener Donoren werden dann mit Untersuchungen, die zur standardisierten Qualitätskontrolle von roten Blutkörperchen eingesetzt werden, verglichen, um mögliche Zusammenhänge zwischen der Lagerung und den physikalischen Eigenschaften der Zellmebranen ermitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen