Einsatz des C3-Inhibitors Compstatin in einem für die Komplementforschung entwickelten humanen Vollblutmodell – 20 Jahre Erfahrung und Zukunftsperspektiven
Application of the C3 inhibitor compstatin in a human whole blood model designed for complement research - 20 years of experience and future perspectives
Übersichtsarbeit in der Zeitschrift Semin Immunol (2022)
Abstract
The complex molecular and cellular biological systems that maintain host homeostasis undergo continuous crosstalk. Complement, a component of innate immunity, is one such system. Initially regarded as a system to protect the host from infection, complement has more recently been shown to have numerous other functions, including involvement in embryonic development, tissue modeling, and repair. Furthermore, the complement system plays a major role in the pathophysiology of many diseases. Through interactions with other plasma cascades, including hemostasis, complement activation leads to the broad host-protective response known as thromboinflammation. Most complement research has been limited to reductionistic models of purified components and cells and their interactions in vitro. However, to study the pathophysiology of complement-driven diseases, including the interaction between the complement system and other inflammatory systems, holistic models demonstrating only minimal interference with complement activity are needed. Here we describe two such models; whole blood anticoagulated with either the thrombin inhibitor lepirudin or the fibrin polymerization peptide blocker GPRP, both of which retain complement activity and preserve the ability of complement to be mutually reactive with other inflammatory systems. For instance, to examine the relative roles of C3 and C5 in complement activation, it is possible to compare the effects of the C3 inhibitor compstatin effects to those of inhibitors of C5 and C5aR1. We also discuss how complement is activated by both pathogen-associated molecular patterns, inducing infectious inflammation caused by organisms such as Gram-negative and Gram-positive bacteria, and by sterile damage-associated molecular patterns, including cholesterol crystals and artificial materials used in clinical medicine. When C3 is inhibited, it is important to determine the mechanism by which inflammation is attenuated, i.e., whether the attenuation derives directly from C3 activation products or via downstream activation of C5, since the mechanism involved may determine the appropriate choice of inhibitor under various conditions. With some exceptions, most inflammatory responses are dependent on C5 and C5aR1; one exception is venous air embolism, in which air bubbles enter the blood circulation and trigger a mainly C3-dependent thromboembolism, with the formation of an active C3 convertase, without a corresponding C5 activation. Under such conditions, an inhibitor of C3 is needed to attenuate the inflammation. Our holistic blood models will be useful for further studies of the inhibition of any complement target, not just C3 or C5. The focus here will be on targeting the critical complement component, activation product, or receptor that is important for the pathophysiology in a variety of disease conditions.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Die Übersichtsarbeit beschreibt zwei humane Vollblutmodelle, die mit dem Thrombininhibitor Lepirudin oder dem Fibrinpolymerisationsblocker GPRP antikoaguliert werden und Komplementaktivität erhalten. Erörtert wird der C3-Inhibitor Compstatin im Vergleich zu Inhibitoren von C5 und C5aR1 sowie die Aktivierung des Komplements durch pathogen- und schadensassoziierte Molekülmuster. Die meisten Entzündungsreaktionen sind C5- und C5aR1-abhängig; die venöse Luftembolie stellt dagegen eine hauptsächlich C3-abhängige Ausnahme dar. Die Autoren sehen die Modelle als nützlich für künftige Studien zur Hemmung jedes Komplementtargets.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Dieser Artikel beschreibt humane Vollblutmodelle für die Komplementforschung, die entweder mit dem Thrombininhibitor Lepirudin oder dem Fibrinpolymerisationsblocker GPRP antikoaguliert werden; beide bewahren die Komplementaktivität und ihre Wechselwirkung mit anderen Entzündungssystemen. Lepirudin ist eine rekombinante Form von Hirudin, dem potenten Antikoagulans, das natürlich von medizinischen Blutegeln sezerniert wird; diese Arbeit veranschaulicht daher, wie eine aus dem Blutegelsekretom stammende Verbindung als entscheidendes ermöglichendes Werkzeug in der etablierten Immunologie und Thromboinflammationsforschung dient. Sie demonstriert die breitere wissenschaftliche Bedeutung von aus Blutegeln gewonnenen Antikoagulanzien jenseits deren traditioneller therapeutischer Rolle in der Hirudotherapie. Eine ehrliche Einschränkung besteht darin, dass die Studie nicht die Blutegeltherapie selbst betrifft; Lepirudin fungiert hier als antikoagulatorisches Werkzeug und nicht als untersuchte Intervention, und der Fokus der Arbeit liegt auf Komplementbiologie, nicht auf Ergebnissen der Hirudotherapie.
Verwandte Verbindungen im ASH-Register
Aus dem Blutegel stammende Moleküle und aus Hirudin abgeleitete Arzneimittel, die zum Thema dieser Arbeit gehören, jeweils mit vollständigem Profil im ASH-Verbindungsregister:
Zitation
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Mollnes TE, Storm BS, Brekke OL, Nilsson PH, Lambris JD. Application of the C3 inhibitor compstatin in a human whole blood model designed for complement research - 20 years of experience and future perspectives. Semin Immunol. 2022;59:101604. doi:10.1016/j.smim.2022.101604. PMID: 35570131
Die bibliografischen Angaben (Autoren, Band, Seiten, DOI) stammen aus dem PubMed-Eintrag.
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