Biochemische Grundlagen der Interaktionen von Häm mit Scavenger-Plasmaproteinen: Analyse, Quantifizierung und Ansätze zur Intervention

• Antragstellerin: Professorin Dr. Diana Imhof
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545272732

Im vorliegenden Projektantrag soll die Häm-Scavenging Kapazität des Blutes erfasst und daraus Moleküle mit Häm-Scavenger-Eigenschaften sowie die Entwicklung einer Methode vorangetrieben werden, mit der sich Häm im Blut bei Anwesenheit von Hämoglobin und anderen Störfaktoren bestimmen lässt. Hintergrund dafür sind hämolytische Reaktionen, die nach Erythrozytenabbau zu einer massiven Freisetzung von zunächst Hämoglobin und daraus wiederum labilem Häm führt. Das Ausmaß der (patho-)physiologischen Relevanz der Interaktion von labilem Häm mit Plasmaproteinen hängt jedoch von der räumlichen und zeitlichen Hierarchie simultaner Prozesse sowie den Plasmaspiegeln und Häm-Bindungsaffinitäten von Häm-bindenden Proteine innerhalb des intravaskulären Kompartiments ab. Aus unseren Studien ist die Bindung von labilem Häm an Hämoglobin und den Häm-Scavenger Hämopexin, nicht aber die der anderen potentiellen Scavenger-Plasmaproteine bekannt. Demnach sollen die Proteine Haptoglobin, humanes Serumalbumin, a1-Mikroglobulin, a2-Makroglobulin und a1-Antitrypsin auf ihre Häm-Bindung und einen möglichen Häm-Transfer zwischen Hämoglobin und dem potentiellen Häm-Scavenger untersucht werden. Um die Gesamtbindekapazität des Blutes einschätzen zu können, wird eine Matrix angewendet, um alle möglichen Kombinationen der Proteine untereinander durch zu deklinieren. Dabei werden die Varianten experimentell so gestaltet, dass die bekannten, physiologischen Plasmakonzentrationen, einschließlich der Berücksichtigung von Konzentrationsschwankungen bei bspw. Akute-Phase-Situationen, der Proteine abgebildet werden. Aus diesen Untersuchungen auf Peptid- und Proteinebene sollen artifizielle Moleküle abgeleitet werden, die effiziente Häm-Scavenger darstellen. Diese werden nach Evaluierung ihrer Häm-Bindekapazität verwendet, um Studien zur Entwicklung einer diagnostischen, nicht instrumentell-analytischen Methode zur Häm-Bestimmung zu initiieren, die für Feldversuche und point-of-care Einsätze schnell einsatzbar wäre.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen