Redox-abhängige Calpain-Signalisierung bei Atemwegs- und Lungengefäß-Remodeling bei COPD

Die kalziumabhängigen zytosolischen, neutralen Thiol-Endopeptidasen, Calpains, führen eine begrenzte Spaltung ihrer Substrate durch und verändern dadurch irreversibel deren Funktionen. Calpains sind nachweislich an verschiedenen physiologischen Prozessen wie Zellmotilität, Proliferation, Zellzyklus, Signaltransduktion und Apoptose beteiligt. Eine Überaktivierung von Calpain oder Mutationen in den Calpain-Genen tragen zu einer Reihe von pathologischen Zuständen bei, darunter neurodegenerative Störungen, rheumatoide Arthritis, Krebs und Lungenerkrankungen. Hohe Konzentrationen reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS), die aus dem Zigarettenrauch stammen oder von zahlreichen Zelltypen wie aktivierten Entzündungszellen und anderen Zellen der Atemwege freigesetzt werden, verursachen oxidativen und nitrosativen Stress, der zur Entstehung von COPD beiträgt. RONS und Calpain spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Atemwege und des pulmonalen Gefäßumbaus bei COPD. Veröffentlichte Daten zeigen, dass eine erhöhte RONS-Produktion mit einer verstärkten Calpain-Aktivierung und/oder einem erhöhten Calpain-Proteinspiegel einhergeht, was zu einer Dysfunktion der epithelialen oder endothelialen Barriere, Neovaskularisierung, Lungenentzündung, verstärkter Proliferation glatter Muskelzellen und Ablagerung von extrazellulärem Matrixprotein führt. Die weitere Erforschung der redoxabhängigen Calpain-Signalübertragung könnte künftige Angriffspunkte für die Prävention und Behandlung von COPD liefern.