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Fragestellung: Schweres Trauma führt häufig zu einer Verlängerung der Lebensspanne neutrophiler Granulozyten (PMN) was mit einer erhöhten PMN-Aktivität und Kollateralschäden assoziiert ist. Vorarbeiten zeigen, dass Trauma-PMN eine Hemmung der intrinsischen Apoptose aufweisen, die mit einer verstärkten Expression des antiapoptotischen Proteins Mcl-1 in diesen Zellen korreliert. Diese verminderte Apoptose ist auf proinflammatorische Faktoren im Serum schwerverletzter Patienten zurückzuführen, so dass sich die in Trauma-PMN gefundenen Effekte in PMN gesunder Probanden durch Behandlung mit dem Serum schwerverletzter Patienten nachahmen lassen. In diesen Zellen führt die Zugabe von Staurosporin (STS), einem Induktor des intrinsischen Signalweges, zu einer verminderten Apoptose begleitet von einer Stabilisierung des antiapoptotischen Mcl-1 Proteins. In dieser Arbeit wurden die Expression von Mcl-1, sowie der Einfluss der Kinasen Akt und GSK-3, sowie von Caspasen und Proteasom auf die Mcl-1 Proteinstabilität näher charakterisiert.

Methodik: PMN aus dem Blut gesunder Probanden wurden in Anwesenheit von Serum polytraumatisierter Patienten (Tag 1 nach Trauma) oder FCS kultiviert und mit STS behandelt. Die Expression von Mcl-1 wurde mittels qRT-PCR und Western Blot untersucht. Die Aktivierung der Kinasen Akt und GSK-3 sowie der Caspase-3 wurden mittels Western Blot analysiert. Die Bestimmung der mitochondrialen Lokalisation von Mcl-1 erfolgte durch Zellfraktionierung und anschließende Western Blot Analyse. Die Aktivitäten der Caspasen-9 und -3 wurden unter Anwendung von spezifischen Caspase-Assays untersucht. Die Untersuchung der Mcl-1-Ubiquitinylierung erfolgte mittels Mcl-1 Immunpräzipitation und nachfolgender Detektion von Ubiquitin im Western Blot.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Behandlung von PMN mit STS in Abwesenheit von Patientenserum führte zu einer sichtbaren Abnahme der zytosolischen und mitochondrialen Mcl-1 Proteinmengen, jedoch nicht wenn Zellen in Anwesenheit von Patientenserum kultiviert wurden. Auch blieb die mitochondriale Mcl-1 Menge in Anwesenheit von Serumfaktoren und STS unverändert. Anderseits war die Mcl-1 Genexpression nach STS-Behandlung deutlich erhöht, unabhängig davon in welchem Medium die Zellen gehalten wurden. Es konnte im Weiteren gezeigt werden, dass Serumfaktoren die STS-mediierte Aktivierung von Caspasen unterbinden. Ferner wurde in Anwesenheit von Serum die STS-vermittelte Hemmung der Kinase Akt gesenkt was mit einer verstärkten Phosphorylierung dieser Kinase und mit der Inaktivierung von GSK-3 einherging. Folglich führt die verminderte Mcl-1 Phosphorylierung durch die Kinase GSK-3 zu einer Abnahme der Mcl-1 Ubiquitinylierung und des Abbaus im Proteasom.

Die intrinsische Apoptoseresistenz in inflammatorischen PMN ist somit weitgehend auf einer Stabilisierung des Mcl-1 Proteins zurück zu führen, bedingt durch eine Hemmung der Caspasenaktivität sowie des Ubiquitin-abhängigen proteasomalen Abbaus.