Funktionelle Rolle von Makrophagen-Subpopulationen im Paracetamol-induzierten akuten Leberversagen und therapeutische Bedeutung der Modulation von Chemokin-Signalen

• Antragsteller: Professor Frank Tacke, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286463944

Die Intoxikation mit Paracetamol (Englisch: acetaminophen, APAP) ist eine der führenden Ursachen des akuten Leberversagens (ALV), welches ein lebensbedrohliches Krankheitsbild darstellt und häufig zur Leber-transplantation oder zum Tod führt. Die initialen Mechanismen der APAP-mediierten Hepatozytennekrose können durch Gabe von N-Acetylcystein abgemildert werden. Der weitere Verlauf des ALV ist aber gekenn-zeichnet durch eine massive, bislang nicht behandelbare Entzündungsreaktion in der Leber. In tier-experimentellen Modellen des ALV aber auch in Patienten mit ALV finden sich verschiedene Makrophagen-Subpopulationen in der Leber, welche teils von einwandernden Monozyten, teils von Leber-residenten Kupf-fer-Zellen abstammen. Unsere Arbeitshypothese ist, dass die Heterogeneität der Makrophagen funktionell den Verlauf des APAP-induzierten ALV beeinflusst und eine gezielte Interferenz mit Chemokin-Signalen deren Beitrag zum Leberschaden begrenzen kann. Durch Analyse der verschiedenen Makrophagen-Populationen und der molekularen Mechanismen ihrer Migration und Differenzierung soll es gelingen, erst-mals neue Behandlungsstrategien zur Modulation der Entzündungsreaktion im Spätstadium des akuten Le-berversagens zu entwickeln. In diesem Projekt möchten wir die Kinetik, Differenzierung und funktionelle Rolle von Makrophagen-Subtypen und des Chemokinrezeptors CCR2 (sowie alternativer Chemokin-Signale) im APAP-induzierten und nicht-APAP-bedingten ALV untersuchen. Mit Hilfe neuer innovativer pharmakologi-scher Inhibitoren für CCR2 und den Liganden CCL2 sollen neue Therapien am Mausmodell in translationaler Intention getestet werden. Spezifische Ziele sind: 1. Charakterisierung von Makrophagen-Subtypen und CCR2-abhängiger Entzündung im ALV (durch transgene Mausstämme in 3 ALV Modellen, intravitale Mul-tiphotonen-Mikroskopie der Leber für CCR2+ Monozyten, Phänotypisierung mittels Nanostring-basierter Genanalyse, funktionelle Validierung durch adoptive Zell-Transfers); 2. Untersuchung alternativer Chemokin-Signalwege (insbesondere CCR1, CCR8, CCR9, CX3CR1) und des Einflusses einer vorbestehenden Steatose (Western-Diet gefütterte ApoE-/- Tiere); 3. Molekulare Mechanismen der Makrophagen-Differenzierung im APAP-induzierten Schaden (durch Aufbau aufwendiger Ko-Kulturen verschiedener primä-rer Leberzellpopulationen); 4. Therapeutische Implikationen durch innovative spezifische pharmakologische Inhibitoren für CCL2 (RNA-Aptamer/Spiegelmer) oder CCR2 (klein-molekularer Inhibitor) in ALV-Modellen (Gabe während Progression und Rückbildung); 5. Translationale Ansätze für das humane ALV (Charakteri-sierung humaner Proben mittels FACS und Nanostring-basierter Genanalyse, systematischer Vergleich zwi-schen humanen und murinen Zell-Populationen). Durch dieses Projekt sollen die Beteiligung verschiedener Monoyzten/Makrophagen-Populationen am APAP-induzierten Leberversagen aufgeklärt und daraus neue Therapiestrategien zur Behandlung des ALV bei Patienten abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen