Funktionelle Rolle des in T-Zellen exprimierten Prothrombins in der Septikämie

• Antragsteller: Professor Dr. Sven Danckwardt; Dr. Hans Christian Probst
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527498444

Die Serinprotease Thrombin ist an einer Reihe physiologischer Funktionen beteiligt, die über die Blutstillung hinausgehen, wie beispielsweise die Angiogenese, Embryogenese, Tumorentstehung und Entzündung. Im Serum zirkulierendes Prothrombin wird in der Leber exprimiert. Jedoch wurde die Expression des Prothrombin (F2)-Gens in einer Vielzahl anderer Gewebe während der Embryogenese nachgewiesen. Während die funktionelle Bedeutung des aus der Leber stammenden (Pro)Thrombins in verschiedenen Pathologien zunehmend verstanden ist, ist nur wenig über die (patho)physiologische Bedeutung der extrahepatischen Prothrombin-Expression bekannt. Durch die Erzeugung von chimären Knochenmarkstieren, bei denen Prothrombin selektiv im Knochenmarkskompartiment depletiert werden kann, haben wir kürzlich eine kritische Funktion des aus dem Knochenmark stammenden Prothrombins bei der Septikämie beobachtet. Die Ablation der Prothrombin-Expression in Zellen des Knochenmarks führte zu einer höheren Überlebensrate bei der Septikämie trotz unveränderter Serumspiegel von Prothrombin. Zur Identifizierung von Zelltypen, die Prothrombin im Knochenmarkskompartiment exprimieren, haben wir magnetische (MACS) und fluoreszenzaktivierte (FACS) Zellsortierungen auf der Grundlage eines neu entwickelten transgenen Reporter-Mausmodells ("D-Insight" genannt), in dem die endogene Prothrombinexpression mit Luciferase-Reportern markiert ist, verwendet. Durch die Isolierung verschiedener aus dem Knochenmark stammender Zellpopulationen mittels MACS und FACS, gefolgt von Luminometrie, konnten wir nachweisen, dass Prothrombin in aktivierten CD4- und CD8-positiven T-Zellen exprimiert wird. Mit dem vorgelegten Vorhaben wollen wir nun die rätselhafte funktionelle Rolle der Prothrombinexpression im Knochenmark bei der Modulation der Septikämie entschlüsseln. Zu diesem Zweck werden wir gewebespezifische Prothrombin-Knock-out-Mäuse einsetzen und dies mit funktionellen Studien in vivo und in vitro, Omics und pharmakologischen Ansätzen kombinieren, um die Rolle des in T-Zellen exprimierten Prothrombins bei der Septikämie zu entschlüsseln. Die Aufklärung nicht-kanonischer Funktionen von Gerinnungskomponenten über ihre hämostatischen Funktionen hinaus ist von zentraler Bedeutung, um ihren Beitrag zur Pathophysiologie prävalenter und häufig fataler Erkrankungen zu ergründen. Dies könnte auch dazu beitragen, neue Wege zur Identifizierung rationaler Therapiestrategien für die Bekämpfung der Septikämie zu finden, die für einen beträchtlichen Teil der betroffenen Patienten auf der ganzen Welt tödlich verläuft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen