Analyse der Rolle von Heparansulfat bei der H2O2-induzierten endothelialen Signaltransduktion in humanen pulmonalen mikrovaskulären Endothelzellen

Abstract

Laut dem Kompetenznetzwerk Sepsis (SepNet) erkranken derzeit allein in Deutschland jährlich etwa 150.000 Patienten an einer schweren Sepsis. 60.000 dieser Patienten versterben trotz intensiver klinischer und experimenteller Erforschung dieser systemischen Inflammation. Der akute Lungenschaden ist dabei eine lebensbedrohliche Komplikation der Initialphase, die von einer schweren Störung der endothelialen Integrität geprägt ist, so dass eine zum Teil massive Verschlechterung des Gasaustausches resultiert. Durch den bisher unbekannten Pathomechanismus besteht derzeit kein kausaler Therapieansatz. Die Rolle der Glykokalyx bei der Weiterleitung inflammatorischer Signale in das Zellinnere von Endothelzellen ist bisher nicht untersucht. Heparansulfat-Gykosaminoglykane sind zentraler Bestandteil der Glykokalyx und eng mit dem CD44-Rezeptor assoziiert. Ca2+ ist ein wichtiger zytosolischer second messenger in der proinflammatorischen endothelialen Stimulation und führt unter anderem über die induzierbare NO-Synthase (iNOS) zur Freisetzung des Radikals NO. Die Hypothese der Studie war, dass das Radikal H2O2, welches während Inflammation ubiquitär produziert und freigesetzt wird, über Heparansulfat und den CD44-Rezeptor eine spezifische Ca2+-Signaltransduktion nach intrazellulär in Gang setzt und somit die Expression der iNOS auslöst. Wir haben daher humane, pulmonale Endothelzellen (HPMEC) mit dem Ca2+-sensitiven Fluorochrom Fura-2AM fluoreszenzmarkiert. Mittels Einzelzell-Epifluoreszenzmikroskopie wurde das Fluoreszenzintensitätsverhältnis F340/F380 zwischen den Anregungswellenlängen 340 nm und 380 nm gemessen, das die zytosolische Ca2+-Konzentration widerspiegelt. Die Expression der iNOS wurde mittels rt-PCR semiquatitativ gemessen.