Neu identifizierte komplementregulatorische Funktion von Thrombospondin-1: Aufklärung der Mechanismen, physiologischen Bedeutung und des Potentials für therapeutische Anwendungen

• Antragsteller: Dr. Karsten Häffner
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin ; Nephrologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504543994

In den letzten Jahren wurde immer deutlicher, dass das Komplementsystem nicht nur im Pathomechanismus von primär Komplement-bedingten Erkrankungen eine Schlüsselrolle spielt. Diese Erkenntnisse haben bei einzelnen Erkrankungen bereits zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze geführt. Zahlreiche jüngere Studien belegen zudem eine Beziehung zwischen dem Gerinnungs-, Immun- und Komplementsystem bei Gefäßerkrankungen wie dem hämolytischen urämischen Syndrom, der thrombotischen thrombozytopenischen Purpura und den mit antineutrophilen zytoplasmatischen Antikörpern assoziierten Vaskulitiden. Diese Erkrankungen betreffen vor allem Kinder oder Jugendliche und können auf Grund fehlender therapeutischer Optionen bei diesen jungen Patienten zu lebenslangen schwerwiegenden Einschränkungen führen. Trotz großer Fortschritte in den letzten Jahren gibt es immer noch viele unbekannte Faktoren, die zu einer Komplementdysregulation führen. Kürzlich wurde eine Komplement-regulatorische Rolle für Thrombospondin-5 bei rheumatoider Arthritis beschrieben. Wir nehmen an, dass ein anderes Mitglied dieser Proteinfamilie, Thrombospondin-1 (TSP-1), an der Regulierung der Komplementaktivität bei Endothelschädigungen beteiligt ist.Erste in unserem Labor durchgeführte in-vitro-Experimente zeigen, dass TSP-1 den alternativen Komplementweg stark hemmt, auch in Abwesenheit von Faktor H, dem wichtigsten Regulator des Komplementsystems. Wir werden zunächst ELISAs verwenden um zu bestimmen, welche Komplementwege durch TSP-1 beeinflusst werden. In folgenden In-vitro-Experimenten werden wir TSP-1 sowie Fragmente davon analysieren, um die Domänen und Mechanismen, die an der Komplementhemmung beteiligt sind, für jeden Schritt der Komplementkaskade genau zu identifizieren. Diese Ergebnisse werden in vivo in Faktor H knockout Mäusen, welche eine Komplementüberaktivierung aufweisen, bestätigt.In Anbetracht der Tatsache, dass TSP-1 ein Hauptbestandteil der Alpha-Granula in Blutplättchen ist und bei Entzündungs-, Wundheilungs- und Thrombose-Prozessen beteiligt ist, glauben wir, dass das Protein als Brücke zwischen Thrombozyten, der extrazellulären Matrix und dem Komplementsystem fungiert. Um einen tieferen Einblick in die physiologische Relevanz der regulatorischen Rolle von TSP-1 zu erhalten, werden wir ein Mikrofluidsystem verwenden, welches das Endothel bei thrombotischen Zuständen oder Vaskulitis nachahmen kann. Wir werden die Zellen stimulieren, um anschließend die TSP-1-Lokalisierung und Komplementaktivität zu bestimmen. Darüber hinaus werden wir Vollblut mit TSP-1 versetzen und dessen Einfluss auf die Bildung von neutrophilen extrazellulären Netzen und das Komplementsystem untersuchen.Zusammengefasst glauben wir, dass die Aufklärung der Komplement-regulierenden Eigenschaften von TSP-1 zum besseren Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen zwischen Endothel, Gerinnung und Komplementsystem beitragen und damit die Grundlage für neue therapeutische Optionen legen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen