Ist die Bildung des NLRP3-Inflammasoms in neutrophilen Granulozyten für Ferritin-vermittelte Entzündung und NETose relevant?

• Antragstellerin: Dr. Viktoria Elisabeth Maria Schindler
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie ; Klinische Immunologie und Allergologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529990128

Der Morbus Still des Erwachsenen (AOSD) ist ein autoinflammatorisches Syndrom, das durch eine schwere systemische Entzündung mit variablem klinischen Erscheinungsbild gekennzeichnet ist. Die Inflammation bei AOSD ist durch extrem erhöhte Serumferritinwerte charakterisiert, weshalb AOSD zu den hyperferritinämischen Syndromen gezählt wird. Die überschießende Entzündungsreaktion in hyperferritinämischen Erkrankungen führt zu einer massiven Freisetzung proinflammatorischer Zytokine, die im Zytokinsturm endet. Neben der Hyperferritinämie wird beim AOSD zudem eine periphere Neutrophilie und Erhöhung der Inflammasom-assoziierten Zytokine IL-1 und IL-18 beobachtet. Das Protein NLRP3 erkennt intrazellulär Krankheitserreger und körpereigene Gefahrensignale, was zur Formierung des NLRP3-Inflammasoms führt. Es wird vermutet, dass das NLRP3-Inflammasom in Makrophagen aber auch Neutrophilen eine wichtige Rolle in den Entzündungsprozessen bei AOSD spielt. In Neutrophilen ist NLRP3 an einer Art organisierten Zelltods, der NETose, beteiligt. Hierbei kommt es zur Freisetzung von Geflechten dekondensierten Chromatins, sogenannten neutrophilen extrazellulären Fallen (NETs). NETose wird durch verschiedene Faktoren wie unter anderem Ferritin begünstigt. Es ist unklar, welche Bedeutung Neutrophile und das NLRP3 Inflammasom in der Entstehung des Zytokinsturms in hyperferritinämischen Erkrankungen einnehmen. Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist, die Rolle des NLRP3 Inflammasoms in Ferritin-getriggerter neutrophiler Entzündung zu ergründen. Die zentrale Hypothese dabei ist, dass Ferritin-vermittelte Entzündung NLRP3-abhängig ist und dass Neutrophile die wesentlichen Akteure in diesem Prozess sind. Um dies zu untersuchen, wird ein Mausmodell für Ferritin-induzierte Entzündung verwendet. Die Entzündungsreaktion wird durch Zelldifferenzierung, Zytokin Messungen und morphologische Merkmale wie Hepatosplenomegalie charakterisiert. Die Bedeutung der neutrophilen Granulozyten wird durch Hemmung und Aktivierung von Neutrophilen demonstriert. Der Einfluss von Ferritin auf die Inflammasom-Aktivierung und die NET-Bildung wird in isolierten Neutrophilen untersucht. Durch Immunfluoreszenz und Messung zellfreier DNA wird das Ausmaß der NETose ermittelt. Als Indikatoren für die Inflammasom Aktivierung wird Immunfluoreszenz und die Höhe von Caspase-1 und IL-1 verwendet. Um die Bedeutung von NLRP3 zu erheben, soll die Wirkung von Ferritin in NLRP3-Wildtyp und NLRP-defizienten Mäusen untersucht und in vitro bestätigt werden. Die Bedeutung von NLRP3 soll durch pharmakologische Hemmung von NLRP3 letztlich untermauert werden. Durch das vorgeschlagene Projekt soll ein neues Licht auf die zugrundeliegenden Mechanismen Ferritin-vermittelter Entzündung geworfen werden und eine wissenschaftliche Grundlage für zukünftige Projekte geschaffen werden. Die Etablierung der Bedeutung von NLRP3 in AOSD könnte einen gezielten Angriffspunkt für neue therapeutische Substanzen bieten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Denisa D. Wagner, Ph.D.