Untersuchungen zum Einfluss von Hochsalz-induzierten Veränderungen der Elektrolytbilanz auf den Metabolismus und die Funktion von Makrophagen

• Antragsteller: Professor Dr. Jonathan Jantsch
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412370980

• Erstellungsjahr: 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die bei Entzündungs- und Infektionsprozessen auftretende Zunahme der lokalen Natriumverfügbarkeit steigert die proinflammatorische Aktivierung von Makrophagen und deren antimikrobielle Aktivität. Gegenstand dieses Projekts waren die Mechanismen, wie Makrophagen eine erhöhte Natriumverfügbarkeit erkennen können, und die Rolle des Immunmetabolismus in diesem Zusammenhang. Wir konnten belegen, dass der Natrium-Kalzium-Austauscher (NCX) 1 in Makrophagen eine wichtige Rolle bei der Vermittlung gesteigerter proinflammatorischer und antimikrobieller Aktivität spielt. Er trägt zum Natriumeinstrom in Makrophagen bei und aktiviert osmoregulatorische Signalwege, was zu einer gesteigerten proinflammatorischen Aktivierung und zu einer verbesserten antimikrobiellen Abwehrlage führt. Hochsalzbedingungen aktivieren jedoch nicht nur osmoprotektive Signalkaskaden: Erhöhungen der Natriumverfügbarkeit führen zusätzlich zu einer Störung des mitochondrialen Elektronentransports und beeinflussen damit den Metabolismus der Makrophagen und deren Funktionen. Eine Erhöhung der intrazellulären Natriumverfügbarkeit durch Hemmung der Na⁺/K⁺-ATPase kann die durch Hochsalzbedingungen induzierte Veränderung der Makrophagenfunktion jedoch nur nachstellen, wenn zugleich auch die extrazelluläre Tonizität erhöht wird. Diese Arbeiten belegen, wie die lokale Natriumverfügbarkeit die Makrophagenfunktion auf komplexe Art und Weise steuert.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• NCX1 represents an ionic Na+ sensing mechanism in macrophages. PLOS Biology, 18(6), e3000722.
  Neubert, Patrick; Homann, Arne; Wendelborn, David; Bär, Anna-Lorena; Krampert, Luka; Trum, Maximilian; Schröder, Agnes; Ebner, Stefan; Weichselbaum, Andrea; Schatz, Valentin; Linz, Peter; Veelken, Roland; Schulte-Schrepping, Jonas; Aschenbrenner, Anna C.; Quast, Thomas; Kurts, Christian; Geisberger, Sabrina; Kunzelmann, Karl; Hammer, Karin ... & Jantsch, Jonathan
  
• Salt Transiently Inhibits Mitochondrial Energetics in Mononuclear Phagocytes. Circulation, 144(2), 144-158.
  Geisberger, Sabrina; Bartolomaeus, Hendrik; Neubert, Patrick; Willebrand, Ralf; Zasada, Christin; Bartolomaeus, Thomas; McParland, Victoria; Swinnen, Dries; Geuzens, Anneleen; Maifeld, András; Krampert, Luka; Vogl, Marion; Mähler, Anja; Wilck, Nicola; Markó, Lajos; Tilic, Ekin; Forslund, Sofia K.; Binger, Katrina J.; Stegbauer, Johannes ... & Müller, Dominik N.
  
• Sodium and its manifold impact on our immune system. Trends in Immunology, 42(6), 469-479.
  Jobin, Katarzyna; Müller, Dominik N.; Jantsch, Jonathan & Kurts, Christian
  
• Salt sensitivity includes effects on immune cell signalling and metabolism. Nature Reviews Immunology, 23(6), 341-342.
  Müller, Dominik N.; Geisberger, Sabrina; Kleinewietfeld, Markus & Jantsch, Jonathan
  
• Simultaneous Increases in Intracellular Sodium and Tonicity Boost Antimicrobial Activity of Macrophages. Cells, 12(24), 2816.
  Krampert, Luka; Ossner, Thomas; Schröder, Agnes; Schatz, Valentin & Jantsch, Jonathan
  
• Sodium as an Important Regulator of Immunometabolism. Hypertension, 81(3), 426-435.
  Miyauchi, Hidetaka; Geisberger, Sabrina; Luft, Friedrich C.; Wilck, Nicola; Stegbauer, Johannes; Wiig, Helge; Dechend, Ralf; Jantsch, Jonathan; Kleinewietfeld, Markus; Kempa, Stefan & Müller, Dominik N.