Sphingosin-1-phosphat (S1P) vermittelte Adaptationen auf hypoxämische Zustände in roten Blutzellen (RBC) in Folge akuter und chronischer Atemwegserkrankungen

• Antragsteller: Professor Markus Gräler, Ph.D.; Privatdozent Dr. Martin Sebastian Winkler
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504972615

Atemwegserkrankungen tragen zu mehr als 12 % der dokumentierten Todesfälle in Deutschland bei. Auch die durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) hervorgerufene Coronavirus-Krankheit-2019 (COVID-19) verursacht teilweise sehr schwere Lungenschäden. Die COVID-19 Pandemie hat deutlich gemacht, wie anfällig das Gesundheitssystem gegenüber einer größeren Zahl intensivpflichtiger Patienten ist, die gleichzeitig auf eine künstliche Beatmung angewiesen sind. Möglichkeiten zur Vermeidung der Notwendigkeit von künstlicher Beatmung sind daher nicht nur für die betroffenen Patienten, sondern auch für das Gesundheitssystem insgesamt wünschenswert. Das Signallipid Sphingosin-1-phosphat (S1P) wird in roten Blutzellen (RBC) gebildet und gespeichert und ist an der Adaptation an hypoxische Bedingungen beteiligt. Wir konnten zeigen, dass S1P auch in RBC intensivpflichtiger COVID-19 Patienten akkumuliert und möglicherweise an einer metabolischen Verschiebung hin zu verstärkter Glykolyse und 2,3-Bisphosphoglycerat-Synthese beteiligt sein könnte. Daraus leitet sich die Hypothese ab, dass intrazelluläres S1P in RBC zu einer adaptiven Antwort auf hypoxische Bedingungen bei Atemwegserkrankungen beitragen könnte, was bislang noch nicht untersucht wurde. Zur Überprüfung dieser Hypothese sollen in einem ersten Schritt die biochemischen Mechanismen S1P-modulierter Sauerstoffversorgung durch RBC untersucht werden, um anschließend nach medizinisch nutzbaren Möglichkeiten der Vorkonditionierung von RBC zu suchen, um die Sauerstofffreisetzung zu fördern. In diesem Zusammenhang soll auch der Einfluss von Blutantigenen auf die Adaptationsmöglichkeiten von RBC untersucht werden, da mehrere Studien eine Präferenz von Patienten mit der Blutgruppe A auf einen schweren Verlauf der COVID-19 Erkrankung gezeigt haben. Schließlich sollen die biochemischen Erkenntnisse auch in COVID-19 Patienten und in Patienten mit akuten und chronischen Atemwegserkrankungen verifiziert werden. Die Erkenntnisse dieses Projekts könnten idealerweise zu neuen präventiven und therapeutischen Möglichkeiten für die Behandlung schwerer Atemwegserkrankungen führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen