Eisenregulationsproteine und ihre Bedeutung in der Granulopoese

• Antragsteller: Bruno Galy, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448829424

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Eisen ist hauptsächlich für die Hämoglobinisierung der Erythrozyten für den Sauerstofftransport verantwortlich. Neue Erkenntnisse deuten jedoch auf eine umfassendere Rolle des Metalls in der Hämatopoese hin, einschließlich der Bildung des Immunsystems. Die Eisenverfügbarkeit in Säugetierzellen wird durch die eisenregulierenden Proteine (IRP)-1 und -2 kontrolliert. Wir berichten, dass eine globale Störung von IRP1 und IRP2 bei erwachsenen Mäusen die Entwicklung und Differenzierung von Neutrophilen im Knochenmark beeinträchtigt und zu unreifen Neutrophilen mit abnorm hoher glykolytischer und autophager Aktivität führt, was eine Neutropenie zur Folge hat. IRPs fördern die neutrophile Differenzierung auf zelleigene Weise, indem sie die zelluläre Eisenversorgung zusammen mit der transkriptionellen Kontrolle der Neutropoese sicherstellen, um die Differenzierung zu vollreifen Neutrophilen zu erleichtern. Im Gegensatz zu den Neutrophilen wurde die Anzahl der Monozyten durch IRP und Eisenmangel nicht beeinflusst, was auf eine linienspezifische Wirkung von Eisen auf die myeloische Produktion schließen lässt. Diese Studie enthüllt die bisher unerkannte Bedeutung von IRP und Eisenstoffwechsel bei der Bildung eines wichtigen Zweigs des angeborenen Immunsystems.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Iron regulatory protein (IRP)–mediated iron homeostasis is critical for neutrophil development and differentiation in the bone marrow. Science Advances, 8(40).
  Bonadonna, Michael; Altamura, Sandro; Tybl, Elisabeth; Palais, Gael; Qatato, Maria; Polycarpou-Schwarz, Maria; Schneider, Martin; Kalk, Christina; Rüdiger, Wibke; Ertl, Alina; Anstee, Natasha; Bogeska, Ruzhica; Helm, Dominic; Milsom, Michael D. & Galy, Bruno
  
• Plasma iron controls neutrophil production and function. Science Advances, 8(40).
  Frost, Joe N.; Wideman, Sarah K.; Preston, Alexandra E.; Teh, Megan R.; Ai, Zhichao; Wang, Lihui; Cross, Amy; White, Natasha; Yazicioglu, Yavuz; Bonadonna, Michael; Clarke, Alexander J.; Armitage, Andrew E.; Galy, Bruno; Udalova, Irina A. & Drakesmith, Hal