Der Einfluss regelmäßiger körperlicher Aktivität auf die Leukozytenproduktion

• Antragsteller: Maximilian Nickenig
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554367378

Kardiovaskuläre Erkrankungen (CVD) gehören weltweit zu den führenden Todesursachen. Eine neue Möglichkeit zur Behandlung von CVD könnte der Einbezug von Immun-Signalwegen darstellen, denn das Adressieren und erfolgreiche Modulieren, der für die Entwicklung von CVD verantwortlichen entzündlichen Prozesse, könnte die Therapie erfolgreich voranbringen. Die vaskuläre Entzündung soll eingedämmt werden, jedoch soll auch gleichzeitig die Abwehrfunktion des Immunsystems nicht geschwächt werden. Da das Entdecken solcher Immun-Signalwege eine Herausforderung darstellt, kann hier versucht werden das Wesen der Natur zu imitieren. Eine Möglichkeit wäre es zu untersuchen, wie physische Aktivität die Entzündung bei Atherosklerose reduziert. Reguläre physische Aktivität trägt dazu bei, das Risiko für die Entwicklung von CVD zu minimieren. Dafür wird das Senken des Cholesterins, des Übergewichts und des Blutdrucks verantwortlich gemacht. Pro Woche werden aktuell circa 150 Minuten physische Aktivität empfohlen. Bisherige Untersuchungen haben ergeben, dass freiwillig laufende Mäuse weniger Entzündung und Atherosklerose vorweisen. Dies ging auch mit einer Erniedrigung der Leukozyten einher, was jedoch nicht zu einer Einschränkung der Immunantwort gegen Bakterien führte2. Vermehrte körperliche Aktivität ist auch mit einer Erniedrigung von Leukozytose und CVD assoziiert. Dieses Projekt soll erörtern, wie regelmäßige Bewegung die hämatopoetische Produktion von entzündlichen, CVD-fördernden Leukozyten reduziert. Um diese Frage zur beantworten, wurde eine Transkriptomik Untersuchung an hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (HSPC), sowie Knochenmarkszellen, welche die Proliferation von HSPC regulieren, durchgeführt. Beide Experimente zeigten eine Veränderung des Metabolismus bei freiwilligem Laufen: die Oxidation von Fettsäuren (FAO) und der mitochondriale Metabolismus war in den ruhenden HSPC der laufenden Mäuse erhöht. Dieses Ergebnis der vorläufigen Experimente hat zu folgender Hypothese geführt: freiwilliges Laufen reprogrammiert die hämatopoetische Stamm Zell Nische, sodass eine Erhöhung der FAO die Ruhephase der HSPC induziert, was sich auf die Entwicklung von Atherosklerose auswirken kann. Dieser Antrag soll die Auswirkungen von körperlicher Betätigung auf die Hämatopoese ergründen. Ziel 1 wird die Hypothese testen, dass Knochenmarkzellen aus dem Stroma zu einer verringerten Hämatopoese während körperlicher Aktivität führen. Ziel 2 wird die Hypothese testen, dass durch Bewegung erhöhte FAO in HSPC die systemische Entzündung bei Mäusen mit Arteriosklerose verringert. In beiden Ansätzen werden zellspezifische Gendeletionen genutzt, um Stoffwechselwege zu unterbrechen, die durch körperliche Aktivität reguliert werden und der Hypothese zufolge die Hämatopoese beeinflussen. Die vorgestellte Arbeit soll zeigen, dass Bewegung gegen CVD schützen kann und wie der HSPC Fettsäuren Metabolismus die Plaque Entzündung in Atherosklerose beeinflussen kann.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Matthias Nahrendorf