Funktion humaner Thrombozyten

Nach Verletzungen spielen Thrombozyten eine essenzielle Rolle bei der Blutungsstillung. Aktuell zeigt sich jedoch eine weitreichende Erkenntnis, dass Thrombozyten auch bei ernsthaften Erkrankungen, die primär nicht mit Blutungen assoziiert sind, eine wesentliche Rolle spielen. Wir erforschen die Rolle der Thrombozytenfunktion in relevanten Erkrankungen, wie zum Beispiel der Sepsis.

Wir beschäftigten uns mit verschiedenen Aspekten der Bildung und Funktion von menschlichen Thrombozyten.

I) Standardisierte Thrombozyten-Funktionsdiagnostik

Humane Thrombozyten sind sehr empfindlich. Bereits bei der Abnahme und Aufarbeitung des Blutes bis zu den erforderlichen Untersuchungen müssen prä-analytische Qualitätsstandards eingehalten werden. Eine weitreichend etablierte Methode zur Analyse der Thrombozytenfunktion ist die Aggregometrie. Diese Technik erfordert jedoch eine relativ große Blutmenge und ist daher nicht geeignet bei Menschen mit sehr niedrigen Thrombozytenzahlen oder bei kleinen Kindern. Die Durchflusszytometrie bietet eine Alternative, bei der man nur minimale Blutmengen benötigt und mit der sich zahlreiche Aspekte der Thrombozytenfunktion gleichzeitig untersuchen lassen. Hierzu gehören die Ausstattung und Dichte an Oberflächen-Rezeptoren, die Freisetzung von internen (alpha und dichten) Granula sowie die Aktivierbarkeit von Integrin-Rezeptoren. Wir haben einen praktischen Ansatz für die Thrombozytenfunktionsdiagnostik entwickelt und schlagen einen Algorithmus vor, um die zugrundeliegenden genetischen Veränderungen bei erblichen Blutungsneigungen zu identifizieren.

II) Thrombozyten-Funktion in Sepsis

Die Sepsis ist eine sehr komplexe Erkrankung mit einer systemischen Fehlregulation vieler Komponenten, die oft durch Bakterien oder Pilze ausgelöst werden kann. In der initialen Phase der Erkrankung steigt die Zahl der Thrombozyten im Blut zunächst an (reaktive Thrombozytose), fällt aber mit der Dauer der Sepsis deutlich. Eine schwere Thrombozytopenie (eine sehr niedrige Zahl an Thrombozyten im Blut) ist mit einer schlechten Prognose assoziiert. In Zusammenarbeit mit der Intensivstation der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums untersuchen wir die Reaktivität der Thrombozyten bei Patienten mit Sepsis im Verlauf der Erkrankung und erhoffen uns so, die zugrundeliegenden Veränderungen der Thrombozyten besser charakterisieren und damit auch prognostische sowie diagnostische Marker entwickeln zu können.

III) Thrombozytenbiogenese und Gentherapie

Die Thrombozyten im Blut entstehen aus Vorläuferzellen (hämatopoetische Stammzellen) im Knochenmark. Diese reagieren auf spezifische Wachstumsfaktoren, wie Thrombopoietin, differenzieren dann zu (megakaryozytären) Vorläuferzellen und letztlich zu reifen Blutzellen, wie zum Beispiel den Megakaryozyten. Diese sind hauptsächlich an den Gefäßen im Knochenmark zu finden, wo sie Thrombozyten in den Blutstrom abgeben. Da Thrombozyten keinen Zellkern besitzen, kann man sie selbst genetisch nicht verändern. Wir haben ein Protokoll entwickelt, bei dem wir die hämatopoetischen Stammzellen im Knochenmark (sogenannte CD34-positive Zellen) in der Zellkultur zu Megakaryozyten differenzieren lassen, die dann als reife Zellen "Proplättchen" abschnüren, aus denen die Thrombozyten entstehen. Zudem können wir "induzierte pluripotente Stammzellen" (iPS-Zellen) verwenden, die sich von einem Spender, unter Umständen mit pathologischem Hintergrund, isolieren und differenzieren lassen. Diese Zellen können mit gentherapeutischen Vektoren verändert werden, so dass wir die Auswirkung auf die Thrombozytenbildung bei Mangel oder Überschuss einzelner Proteine untersuchen können. Das Ziel ist letztlich, eine sichere Korrektur der eigenen blutbildendenen Stammzellen zu ermöglichen, um damit eine autologe Stammzelltransplantation durchführen und so seltene angeborene Thrombozyten- und Blutungserkrankungen heilen zu können.