Häm-Metabolismus und Hämoxygenase-1

Das eisenhaltige Porphyrin Häm ist eine wichtige prosthetische Gruppe für die Aktivität vieler Hämoproteine mit Beteiligung an zentralen Zellfunktionen. Es ist am bekanntesten für seine wesentliche Aufgabe des Sauerstofftransports im Hämoglobin. Sollte Häm freigesetzt werden, wie es z.B. im Rahmen einer Zellschädigung oder Hämolyse auftritt, kann es zytotoxisch wirken. Nach Freisetzung in die Zirkulation wird es auch als Alarmin von Zellen des angeborenen Immunsystems via Toll-like-Rezeptor-4 und das C-Typ-Lektin CLEC-2 erkannt. Unsere Gruppe beschäftigt sich mit Häm/Eisen-Stoffwechsel und der Rolle des Häm-degradierenden Enzyms Hämoxygenase 1 in Zellen und im gesamten Organismus. Wir konnten kürzlich zeigen, dass geringe Dosen von Häm langfristige Memoryeffekte in Makrophagen induzieren (Innate Immune Training) und dass Häm ein bisher unerkannter Effektor der Blutbildung ist, indem es eine spezifische Häm-abhängig myeloide Multipotential Progenitor (MPP)-Zellpopulation induziert.

Derzeit untersuchen wir die Rolle der Häm-Oxgenase-1 bei der metabolischen Anpassung an Häm. Andere Projekte befassen sich mit frühen Signaltransduktionsereignisse bei der Häm-Signalisierung und die Rolle des redox-aktiven zentralen Eisenatoms im Häm.

Fünf wichtigste Publikationen

Lin Q, Weis S, Yang G, Weng YH, Helston R, Rish K, Smith A, Bordner J, Polte T, Gaunitz F, Dennery PA (2007) Heme oxygenase-1 protein localizes to the nucleus and activates transcription factors important in oxidative stress. J Biol Chem 282(28), 20621-33.

Weis S, Carlos AR, Moita MR, Singh S, Blankenhaus B, Cardoso S, Larsen R, Rebelo S, Schäuble S, Del Barrio L, Mithieux G, Rajas F, Lindig S, Bauer M, Soares MP (2017) Metabolic adaptation establishes disease tolerance to sepsis. Cell 169(7), 1263-75 e14.

Blankenhaus B, Braza F, Martins R, Bastos-Amador P, González-García I, Carlos AR, Mahu I, Faisca P, Nunes JM, Ventura P, Hoerr V, Weis S, Guerra J, Cardoso S, Domingos A, López M, Soares MP (2019) Ferritin regulates organismal energy balance and thermogenesis. Mol Metab 24, 64-79.

Jentho E, Ruiz-Moreno C, Novakovic B, Kourtzelis I, Megchelenbrink WL, Martins R, Chavakis T, Soares MP, Kalafati L, Guerra J, Roestel F, Bohm P, Godmann M, Grinenko T, Eugster A, Beretta M, Joosten LAB, Netea MG, Bauer M, Stunnenberg HG, Weis S (2021) Trained innate immunity, long-lasting epigenetic modulation, and skewed myelopoiesis by heme. Proc Natl Acad Sci U S A 118(42).

Jentho E, Weis S (2021) DAMPs and innate immune training. Front Immunol, accepted.

Mitarbeiter*innen

Joel Guerra