Funktion der Protein Kinase D1 bei der Regulation der endothelialen Permeabilität nach stumpfem Throraxtrauma.

• Antragsteller: Dr. Tim Eiseler
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 376202546

Das isolierte Thoraxtrauma gehört zu den schwersten Verletzungen mit einer Todesrate von 10-20%. In 75% der Fälle kommt es zudem zu einer Verletzung der Lunge. Außerdem, kann ein akutes progressives Lungenversagen (ARDS) auftreten und es bilden sich Schäden an den alveolären Membranen, sowie Kapillargefäßen aus. Unsere nicht-publizierten Daten zeigen in diesem Kontext eine neue Funktion der Protein Kinase D1 (PKD1) bei der Regulation der endothelialen Barriere. PKD1 wird effizient durch Substanzen, welche die endotheliale Barriere destabilisieren, z.B. Interleukin-8 (IL-8) oder Thrombin, nach einer Trauma-assoziierten Koagulopathie, aktiviert. Knockdown von PKD1/Inhibition von PKD vermindern stark das Durchsickern von Albumin durch HUVEC-Monolayer und aus Kapillaren der Chorioallantois Membran (CAM) befruchteter Hühnereier. Depletion von PKD1 inhibiert auch die transendotheliale Migration von Neutrophilen. Ein Knockdown von PKD1 verstärkt zudem, über das Substrat Cortactin, die Stabilität von VE-Cadherin-Adhäsionskomplexen und deren F-aktin-Verlinkung. Außerdem haben wir p120-Catenin als neues wichtiges PKD-Substrat bei der Regulation der endothelialen Barriere identifiziert. Unser Antrag soll daher die Funktion von PKD1 bei der Regulation der endothelialen Barriere nach einem Thoraxtrauma aufklären. Dabei werden folgende Ziele untersucht: Ziel 1: Funktion von PKD1 bei der Modulation der endothelialen Barriere nach Trauma. Dazu wolnlen wir Mäuse einem stumpfen Thoraxtrauma aussetzen und untersuchen, ob die endotheliale Barriere, die Ausbildung von Ödemen und Schäden an der Lunge, sowie die Infiltration von Neutrophilen durch einen PKD-Inhibitor unterbunden werden kann. Versuche am CAM-Modell sollen zeigen, ob Inhibition von PKD die vaskuläre Barriere nach Behandlung mit Zytokinen/Anaphylatoxinen, die nach einem Trauma zirkulieren, wieder stabilisieren kann. Wir wollen außerdem eine konditionelle Endothelium-spezifische PKD1-Knockout-Mauslinie generieren und für Throaxtrauma-Experimente einsetzen. Ziel 2: Molekulare Regulation der endothelialen Integrität durch PKD1. Wir werden die Aktivierung von PKD durch Thrombin und die Signalvermittlung durch PAR1-Rezeptoren in HUVEC Zellen erforschen. Dabei soll untersucht werden, welche G-Protein, Rho-GTPasen, Rho-GEFs und PKC Isoformen beteiligt sind. Außerdem wollen wir die Aktvierung von PKD1 durch IL-8 und andere Faktoren näher aufklären. Ziel 3: Funktionen der PKD-Substrate Cortactin und p120-Catenin bei der Regulierung der endothelialen Barriere und Neutrophilen-Transmigration. Wir werden erforschen wie Cortactin und p120-Catenin die Zusammensetzung und Stabilität von VE-Cadherin-Adhäsionskomplexen regulieren. Mit der Aufklärung der hier beschriebenen Ziele wollen wir feststellen, ob durch Inhibition von PKD negative Effekte nach einem Thoraxtrauma durch Zusammenbruch der endothelialen Barriere verhindert oder umgekehrt werden können. Außerdem wollen wir beteiligte Faktoren besser verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen