Role of Sema4D on the primary immune function in Acute Respiratory Distress Syndrome

Abstract

Dissertation ist gesperrt bis 17.08.2025!!!

Das akute Atemnotsyndrom (ARDS) ist ein Syndrom mit hoher Sterblichkeit und erheblichen Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit. Es ist von großer Bedeutung Maßnahmen zu finden, die eine ARDS wirksam verhindern oder behandeln und heilen können. In der Pathophysiologie ist das ARDS durch eine aggressive Entzündung gekennzeichnet, bei der die Rekrutierung von Neutrophilen Granulozyten in den interstitiellen oder alveolären Raum der Lunge eine wesentliche Rolle spielt. Ziel dieser Forschung war es, die Funktion von Semaphorin4D (Sema4D) bei der Regulierung der Adhäsion, Polarisierung und Transmigration von Neutrophilen Granulozyten zu untersuchen und seine Beteiligung an der Pathogenese des ARDS zu verdeutlichen. Methoden Die Adhäsionsfunktion von Leukozyten wurde in Flusskammerexperimenten untersucht. Der Fibrinogenbindungsassay und die Expression von Integrinen auf Neutrophilen Granulozyten wurden mittels Durchflusszytometrie durchgeführt. Die Polarisierung der Neutrophilen Granulozyten wurde in einer Chemotaxiskammer über einen fMLP-Konzentrationsgradienten induziert und über Immunfluoreszenz (IF) dargestellt und analysiert. Für die Untersuchung des molekularen Mechanismus wurden Proteomics-Untersuchungen und IF eingesetzt. Die Expression von Sema4D und seinen Rezeptoren wurde mit IF dargestellt und mittels Durchflusszytometrie in vitro und in vivo gemessen. Mit Sema4D-Knock-out-Mäusen wurde der Schweregrad der Entzündung in der Lunge mittels Proteinkonzentration (BAC-Assay), ELISAs für ausgewählte entzündliche Zytokine und MPO-Assay untersucht. Ergebnisse Indem Sema4D die Affinität der Bindung von Fibrinogen beeinflusste, hemmte es die die Adhäsion von Leukozyten am Entzündungsherd. Sema4D unterdrückte die Polarisierung der Neutrophilen, in dem es die Umverteilung und Konzentration von PSGL-1 am Uropod unterdrückte und folglich die feste Adhäsion der Neutrophilen verhinderte. Die Wirkung von Sema4D war abhängig von seinen Rezeptoren PlxnB1 und PlxnB2. Die Analyse des molekularen Mechanismus zeigte, dass Sema4D die Aktivierung von RhoA und Rac reguliert und somit die Aktivierung von F-Actin und Myosin beeinflusst. In Entzündung verringerte sich die Expression von Sema4D und seinen Rezeptoren auf den neutrophilen Granulozyten, aber die Expression von Sema4D auf Lungenendothel- und -epithelzellen nahm deutlich zu. Ein Mangel an Sema4D führte in der Lunge zu einer aggressiveren Entzündungsreaktion. Schlussfolgerungen Sema4D hemmt die Polarisierung und Adhäsion von Neutrophilen, beeinflusst die Rekrutierung von neutrophilen Granulozyten im interstitiellen und alveolären Lungenraum und kontrolliert den Schweregrad der Entzündungsreaktion in der Lunge. Die durch Sema4D ausgelösten Entzündungsreaktionen sind abhängig von der Bindung an die Rezeptoren PlxnB1 und PlxnB2. Über diese Bindungen wird die Aktivierung von RhoA und Rac reguliert, wodurch die Aktivierung des intrazellulären Zytoskelett und somit die Zellmotilität beeinflusst wird. Dies macht Sema4D zu einem vielversprechenden therapeutischen Ziel im ARDS.