Purinerge Inflammationsregulation in der Leberfibrose durch Ecto-nucleosidtriphosphat-diphosphohydrolase-3 (ENTPD3)

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Linda Feldbrügge
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412957338

Leberfibrose wird durch verschiedene chronische Lebererkrankungen verursacht und kann zu Leberzirrhose und Organversagen führen. Leberzirrhose ist eine der zehn häufigsten Todesursachen in Deutschland. Im Endstadium bleibt nach wie vor die Lebertransplantation als einzige Therapieoption. Um die zu Grunde liegende Pathophysiologie besser zu verstehen und nicht-invasive diagnostische Möglichkeiten sowie wirksame anti-fibrotische Therapien zu entwickeln, wird weitere Forschung benötigt. Leberfibrose ist durch überschießende Bildung von Narbengewebe charakterisiert, das von zu Myofibroblasten transdifferenzierten Ito-Zellen gebildet wird. Verschiedene Untergruppen von Makrophagen modulieren die Aktivierung von Ito-Zellen und regulieren damit sowohl die Entwicklung als auch die Rückbildung der Leberfibrose. Die Funktionen von Makrophagen und Ito-Zellen werden von ihrem Mikromilieu kontrolliert, das wiederum durch umgebende Zellen beeinflusst wird, die unter anderem Zytokine und Metabolite sezernieren. Purinerge Signaltransduktion durch extrazelluläre Purine wie ATP und Adenosin ist einer der Signalwege, die sowohl Makrophagen-Phänotyp als auch Ito-Zell-Aktivierung beeinflussen. ATP wird von inflammatorisch aktivierten, gestressten und sterbenden Zellen in die Umgebung ausgeschüttet. Ecto-nukleosidtriphosphat-diphosphohydrolase-3 (ENTPD3) ist eine membrangebundene Ektonukleotidase der CD39 Familie, die die extrazellulären Konzentrationen von ATP und Adenosin durch die Hydrolyse von ATP und ADP zu AMP steuert, das dann weiter zu Adenosin abgebaut wird. ENTPD3 ist auf der Oberfläche von Makrophagen exprimiert und wurde auch auf zirkulierenden zellulären Mikropartikeln nachgewiesen. Unsere Vorversuche haben ergeben, dass Entpd3-Knockout-Mäuse weniger Fibrose entwickeln als Wildtyp-Mäuse. Unsere Hypothese ist, dass die Expression von ENTPD3 auf der Oberfläche von Leber-Makrophagen das lokale Mikromilieu durch die Modulation der extrazellulären Purin-Konzentrationen verändert und dadurch Makrophagen zu einem eher anti-fibrotischen Phänotyp umwandeln. Dieses Projekt hat zum Ziel, die zu Grunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen zu bestimmen. Dafür werden globale Entpd3-Knockout-Mäuse sowie Makrophagen-spezifische Entpd3-Knockout-Mäuse in einem etablierten Mausmodel für Leberfibrose verwendet. In vitro Experimente mit Makrophagen in Abhängigkeit von ihrer ENTPD3 Expression und Kokulturen mit Ito-Zellen beleuchten die Mechanismen der Zell-Zell-Interaktionen. Die Blockade von ENTPD3 mit einem monoklonalen ENTPD3-Antikörper untersucht das Potential von ENTPD3 als therapeutisches Zielmolekül. Eine Patientenkohorte mit unterschiedlichen Stadien von Leberfibrose wird auf die Gewebe-Expression von ENTPD3 und anderen purinergen Molekülen in der Leber sowie die ENTPD3-Aktivität im Plasma untersucht, um die klinische Relevanz von ENTPD3 einzuschätzen und den Wert von ENTPD3-Plasma-Aktivität als nicht-invasiver Biomarker für Leberfibrose zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen