Intra- und extrazelluläre Vesikelbildung nach Zellschädigung

Unter in vivo Bedingungen kann es in Zellen, die shear stress
ausgesetzt sind (wie z.B. Endothel und Epithelzellen) ständig zu
Rupturen der Plasmamembran kommen. Das sogenannte Membrane
Resealing stellt die Fähigkeit von Zellen dar, auf eine solche
Schädigung zu reagieren und die Membranintegrität durch schnelle
Fusionsprozesse intrazellulärer Vesikel an Verletzungsstellen
wiederherzustellen. Vielfach belegt ist hierbei die Beteiligung
lysosomaler Vesikel sowie Enlargeosomen. In der vorliegenden Arbeit
konnte erstmals eine Beteiligung ER-generierter Vesikel an diesen
Reparaturprozessen der Zellmembran nachgewiesen werden. In
verschiedenen experimentellen Ansätzen wurde eine Translokation von
ER-Membranen an die geschädigten Areale der Zellmembran gezeigt.
Eine Fusion der ER-Membranen mit der Zellmembran wurde durch den
Nachweis luminaler Domänen transmembranöser ER-Proteine (CNX) sowie
luminaler (löslicher) ER-Proteine (ERp57) an den Verletzungsstellen
von Axonen des Rückenmarkes in vivo bestätigt. Durch die Blockade
der am ERES freigesetzten COPII-Vesikel (Sar1) wurde der frühe
sekretorische Transportweg vom ER zum Cis-Golgi-Netzwerk
unterbunden. Damit einhergehend kam es zu einem verminderten
Resealing der geschädigten Areale in der Zellmembran. Die
Ergebnisse zeigen, dass die schnelle Freisetzung von ER-Vesikeln
nach mechanischer Verletzung bzw. Schädigung der Plasmamembran
durch bakterielle Toxine entscheidend an der Reparatur und
Regenerierung geschädigter Zellen beteiligt ist. Nach mechanischer
Schädigung kommt es auch zur Freisetzung von exozytotischen
Vesikeln, sogenannten Mikropartikeln (MP), in den extrazellulären
Raum. Bisher ist weitgehend unbekannt, wie die Homöostase der
externalisierten MP koordiniert wird. In der vorliegenden Arbeit
wurde unter in vitro- und in vivo-Bedingungen gezeigt, dass die
extrazelluläre Konzentration der MP über die Clearance mittels
verschiedener Endozytose-/Phagozytoseprozesse reguliert wird. An
der Internalisierung dieser Vesikel ist der Class B
Scavenger-Rezeptor CD36 beteiligt. Eine Blockade dieses Rezeptors
in vitro zeigte eine deutliche Reduktion der Aufnahme von MP in
phagozytosefähige Zellen. In vivo konnte eine CD36-abhängige
Reduktion der MP-Aufnahme in verschiedenen Organen (vor allem
Niere, Milz) in CD36-defizienten Tieren im Vergleich zu
Kontrolltieren nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden unter in
vitro-Bedingungen Unterschiede bei der Internalisierung normaler
und karzinomatöser MP nachgewiesen. Im Gegensatz zur zellulären
Aufnahme von MP aus nicht-transformierten Zellen, wurden MP aus
karzinomatösen Zellen nicht über Endozytose/Phagozytose
internalisiert. Hingegen kam es hierbei zu einer Fusion von
karzinomatösen MP mit der Membran der Akzeptorzelle, einem
Mechanismus, der an der Transformation normaler Zellen in
karzinomatöse Zellen beteiligt sein könnte. Insgesamt gesehen wurde
hierdurch gezeigt, dass MP über Endozytose/Phagozytose in Zellen
internalisiert werden, und dass dies organspezifisch über den
Scavenger Rezeptor CD36 vermittelt wird.