Die Rolle von CD38 bei der Alterung und Regeneration von hämatopoetischen Stammzellen

• Antragstellerin: Dr. Tatyana Grinenko
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423821330

Die geringe Anzahl hämatopoetischer Stammzellen (HSC) ist im Knochenmark ansässig und produziert dort fortlaufend alle reifen Blutzellen. Mit zunehmendem Alter verringert sich die Funktionalität der HSC schrittweise. Dies führt häufig zu Anämie, Lymphopenie und einer gesteigerten Produktion myeloider Zellen. Eine erhöhte Selbstteilungsrate und eine schlechtere Differenzierungsfähigkeit gealterter HSC können Gründe für die vermehrte Häufigkeit bösartiger Störungen des hämatopoetischen Systems mit zunehmendem Alter sein. Die Veränderungen, welche bei gealterten HSC auftreten, können intrinsisch bedingt sein oder durch Veränderungen im umliegenden Knochenmark hervorgerufen werden. Leider sind die Alterungsmechanismen von HSC noch nicht umfassend aufgeklärt.In unseren Voruntersuchungen stellten wir fest, dass das Exoenzym CD38 mit zunehmendem Alter der HSC verstärkt exprimiert wird und mit einer Verschlechterung mitochondrialer Funktionsweisen korreliert ist. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass die erhöhte Expression von CD38 mit zunehmendem Alter in Muskelstammzellen zu einer Verringerung von Nicotinamid-Adenin-Dinukleotiden (NAD) führt, welche ausgesprochen bedeutsam für das Funktionieren der Mitochondrien sind. Die Inhibition von CD38 oder die Wiederherstellung der NAD Level führen zur Verjüngung von Muskelstammzellen. Unsere früheren Untersuchungen zeigen, dass die Vorbehandlung gealterter hämatopoetischer Stammzellen mit einem spezifischen CD38 Inhibitor die ausreichende Produktion reifer Blutzellen wieder anregen kann. Dies legt nahe, dass eine Regeneration alter HSC möglich ist. Aus diesem Grund plane ich, die Rolle von CD38 bei der Alterung von HSC in meinem Projekt genauer zu untersuchen. Um den Alterungsprozess von HSC zu verlangsamen oder gar deren Regeneration zu stimulieren, werde ich sowohl in vitro als auch in vivo Methoden entwickeln. Diese Arbeit wird dabei helfen, die Lebensqualität älterer Menschen zu verbessern und die Häufigkeit altersbedingter, hämatopoetischer Beschwerden zu verringern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen