Die initialen intrazellulären Ereignisse in der pankreatischen Azinuszelle

Die akute Pankreatitis

Die akute Pankreatitis ist eine Entzündung der Bauchspeicheldrüse, deren Häufigkeit weltweit zunimmt und die zu den häufigsten gastroenterologischen Erkrankungen gehört, die zu einem Krankenhausaufenthalt führen. Mehrere Faktoren wie erhöhter Alkoholmissbrauch oder Gallensteinleiden erhöhen das Risiko an einer akuten Pankreatitis zu erkranken. Die Pathogenese beruht auf einer vorzeitigen Aktivierung von pankreatischen Proteasen (Verdauungsenzymen) noch in den Azinuszellen der Bauchspeicheldrüse selbst. Dies resultiert im Selbstverdau des Pankreas durch seine eigenen Verdauungsenzyme und ist assoziiert mit einer lokalen bis systemischen Immunantwort welche sich durch die Infiltration von Immunzellen an den Entzündungsherd auszeichnet.

 

Um die intrazellulären Mechanismen und die Auswirkungen deren Fehlregulation auf den Krankheitsverlauf zu untersuchen, verwenden wir verschiedene Maus- und Zellmodelle. Transgene Mäuse welche Knockout-Mutationen in Schlüsselgenen tragen werden verwendet um die Ursachen der verfrühten Proteaseaktivierung und der gestörten intrazellulären Vesikeltransporte zu untersuchen. Neben histopathologischen und biochemischen Untersuchungen von Geweben Zellen analysieren wir Veränderungen in der Gen- und Proteinexpression sowie Metabolitenprofile mit verschiedenen Techniken. Isolierte Azinuszellen und Zellkulturmodelle mit CRISPR-Cas oder verschiedenen Transfektionstechnologien dienen als zusätzliche Ex-vivo- bzw. In-vitro-Modelle zur Untersuchung von Enzymaktivitäten, Zelltodwegen und Protein-Ligand-Interaktionen.

Laufende Projekte

Die Bedeutung der Lysosomen und der subzellulären Verteilung lysosomaler Enzyme in der Frühphase der akuten Pankreatitis (DFG-Einzelantrag)

Lukas Zierke: Die Rolle lysosomaler Vesikel für die initiale intrazelluläre Aktivierung pankreatischer Proteasen

 

Projekt B7 GRK-pro (DFG Graduiertenkolleg)

Saeedeh Asgarbeik: Endogenous inhibition of cathepsin B regulates intracellular protease activation during acute pancreatitis 

abgeschlossene Projekte

Die Rolle der lysosomalen Protease Cathepsin D in der akuten experimentellen Pankreatitis (DFG-Einzelantrag)

Daniel Sascha John "Einfluss Iysosomaler Enzyme und deren subzelluläre Umverteilung in der akuten experimentellen Pankreatitis"

ausgewählte Publikationen

Tran QT, Sendler M, Wiese ML, Doller J, Zierke L, Gischke M, Glaubitz J, Tran VH, Lalk M, Bornscheuer UT, Weiss FU, Lerch MM, Aghdassi AA. Systemic Bile Acids Affect the Severity of Acute Pancreatitis in Mice Depending on Their Hydrophobicity and the Disease Pathogenesis Int J Mol Sci. 2022 Nov 5;23(21):13592.

Trapp S, Aghdassi AA, Glaubitz J, Sendler M, Weiss FU, Kühn JP, Kromrey ML, Mahajan UM, Pallagi P, Rakonczay Z Jr, Venglovecz V, Lerch MM, Hegyi P, Mayerle J. Pancreatitis severity in mice with impaired CFTR function but pancreatic sufficiency is mediated via ductal and inflammatory cells-Not acinar cells J Cell Mol Med. 2021 May;25(10):4658-4670.

Tran QT, Tran VH, Sendler M, Doller J, Wiese M, Bolsmann R, Wilden A, Glaubitz J, Modenbach JM, Thiel FG, de Freitas Chama LL, Weiss FU, Lerch MM, Aghdassi AA. Role of Bile Acids and Bile Salts in Acute Pancreatitis: From the Experimental to Clinical Studies Pancreas. 2021 Jan 1;50(1):3-11.

Lerch MM, Aghdassi AA, Sendler M. Cell Signaling of Pancreatic Duct Pressure and Its Role in the Onset of Pancreatitis Gastroenterology. 2020 Sep;159(3):827-831.

Malla SR, Krueger B, Wartmann T, Sendler M, Mahajan UM, Weiss FU, Thiel FG, De Boni C, Gorelick FS, Halangk W, Aghdassi AA, Reinheckel T, Gukovskaya AS, Lerch MM, Mayerle J. Early trypsin activation develops independently of autophagy in caerulein-induced pancreatitis in mice Cell Mol Life Sci. 2020 May;77(9):1811-1825.

Sendler M, Lerch MM. The Complex Role of Trypsin in Pancreatitis Gastroenterology. 2020 Mar;158(4):822-826.

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Lukas J, Pospech J, Oppermann C, Hund C, Iwanov K, Pantoom S, Petters J, Frech M, Seemann S, Thiel FG, Modenbach JM, Bolsmann R, de Freitas Chama L, Kraatz F, El-Hage F, Gronbach M, Klein A, Müller R, Salloch S, Weiss FU, Simon P, Wagh P, Klemenz A, Krüger E, Mayerle J, Delcea M, Kragl U, Beller M, Rolfs A, Lerch MM, Sendler M. Role of endoplasmic reticulum stress and protein misfolding in disorders of the liver and pancreas Adv Med Sci. 2019 Sep;64(2):315-323. 

Venglovecz V, Pallagi P, Kemény LV, Balázs A, Balla Z, Becskeházi E, Gál E, Tóth E, Zvara Á, Puskás LG, Borka K, Sendler M, Lerch MM, Mayerle J, Kühn JP, Rakonczay Z Jr, Hegyi P. The Importance of Aquaporin 1 in Pancreatitis and Its Relation to the CFTR Cl- Channel Front Physiol. 2018 Jul 12;9:854.

Sendler M, Weiss FU, Golchert J, Homuth G, van den Brandt C, Mahajan UM, Partecke LI, Döring P, Gukovsky I, Gukovskaya AS, Wagh PR, Lerch MM, Mayerle J. Cathepsin B-Mediated Activation of Trypsinogen in Endocytosing Macrophages Increases Severity of Pancreatitis in Mice Gastroenterology. 2018 Feb;154(3):704-718.e10.

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Sendler M, Maertin S, John D, Persike M, Weiss FU, Krüger B, Wartmann T, Wagh P, Halangk W, Schaschke N, Mayerle J, Lerch MM. Cathepsin B Activity Initiates Apoptosis via Digestive Protease Activation in Pancreatic Acinar Cells and Experimental Pancreatitis. J Biol Chem. 2016 Jul 8;291(28):14717-31.

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Mareninova OA, Sendler M, Malla SR, Yakubov I, French SW, Tokhtaeva E, Vagin O, Oorschot V, Lüllmann-Rauch R, Blanz J, Dawson D, Klumperman J, Lerch MM, Mayerle J, Gukovsky I, Gukovskaya AS. Lysosome associated membrane proteins maintain pancreatic acinar cell homeostasis: LAMP-2 deficient mice develop pancreatitis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2015 Nov 1;1(6):678-694.

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Maléth J, Balázs A, Pallagi P, Balla Z, Kui B, Katona M, Judák L, Németh I, Kemény LV, Rakonczay Z Jr, Venglovecz V, Földesi I, Pető Z, Somorácz Á, Borka K, Perdomo D, Lukacs GL, Gray MA, Monterisi S, Zaccolo M, Sendler M, Mayerle J, Kühn JP, Lerch MM, Sahin-Tóth M, Hegyi P. Alcohol disrupts levels and function of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator to promote development of pancreatitis  Gastroenterology. 2015 Feb;148(2):427-39.e16.

Schick V, Scheiber JA, Mooren FC, Turi S, Ceyhan GO, Schnekenburger J, Sendler M, Schwaiger T, Omercevic A, Brandt Cv, Fluhr G, Domschke W, Krüger B, Mayerle J, Lerch MM. Effect of magnesium supplementation and depletion on the onset and course of acute experimental pancreatitis Gut. 2014 Sep;63(9):1469-80.

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Wartmann T, Mayerle J, Kähne T, Sahin-Tóth M, Ruthenbürger M, Matthias R, Kruse A, Reinheckel T, Peters C, Weiss FU, Sendler M, Lippert H, Schulz HU, Aghdassi A, Dummer A, Teller S, Halangk W, Lerch MM. Cathepsin L inactivates human trypsinogen, whereas cathepsin L-deletion reduces the severity of pancreatitis in mice Gastroenterology. 2010 Feb;138(2):726-37.