Neutrophile DNA-Fallen treiben Leberzell-Alterung und Fettansammlung bei NASH voran

Nicht-alkoholische Steatohepatitis (NASH) betrifft weltweit Hunderte von Millionen Menschen und befindet sich an einem gefährlichen Wendepunkt zwischen reversibler Fettleber und Leberzirrhose im Endstadium oder hepatozellulärem Karzinom. Obwohl Immundysregulation und Lipotoxizität als zentrale Treiber bekannt sind, blieben die mechanistischen Zusammenhänge bisher schlecht verstanden. Diese Studie konzentriert sich auf eine bislang unterschätzte Achse: neutrophile extrazelluläre Fallen (NETs) als vorgelagerte Induktoren der Hepatozyten-Seneszenz, die ihrerseits Lipidtoxizität und Fibrose verstärkt.

Die Forscher validierten zunächst die klinische Relevanz, indem sie NETs-assoziierte freie doppelsträngige DNA (dsDNA) im Serum von NASH-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen maßen und dabei eine signifikante Erhöhung feststellten. Die Gewebefärbung der Leber auf MPO und citrulliniertes Histon H3 (CitH3) – kanonische NET-Marker – bestätigte eine NET-Akkumulation in menschlichen NASH-Lebern. Diese Befunde wurden in zwei diätinduzierten Mausmodellen repliziert (CDAA über 10 Wochen; MCD über 6 Wochen).

In vitro wurden gereinigte, aus menschlichen Neutrophilen gewonnene NETs auf AML-12-Hepatozyten und primäre Maus-Hepatozyten in abgestuften Konzentrationen (100–500 ng/mL) angewendet. NETs regulierten dosisabhängig Seneszenzmarker (p16, p21, p53, GATA4) hoch, erhöhten die SA-β-Galactosidase-Aktivität und förderten die Ansammlung von Lipidtropfen sowie erhöhte intrazelluläre Triglyceride. Um die Kausalität in vivo zu bestätigen, wurden MCD-Mäuse mit DNase I (2,5 µg/g, 3×/Woche von Woche 4 bis 6) behandelt, um NETs aufzulösen. Die DNase-I-Behandlung reduzierte Hepatozyten-Seneszenzmarker, Steatose (Oil Red O, TG-Gehalt) und Fibrose (Sirius Red) deutlich. Eine parallele senolytische Intervention mit dasatinib + quercetin (DQ) replizierte diese Vorteile und bestätigte, dass Seneszenz ein notwendiges Bindeglied ist, über das NETs die NASH-Progression antreiben.

Mechanistisch untersuchte die Studie den Notch-Signalweg als Regulator der NET-Bildung. Myeloid-spezifische RBP-J-Knockout-Mäuse (Lyz2-Cre; RBPJ flox/flox) zeigten unter CDAA-Diätbedingungen eine drastisch reduzierte NET-Produktion. RNA-seq von Lebergewebe aus RBPJ-KO- im Vergleich zu Kontroll-CDAA-Mäusen, analysiert mittels GO, KEGG und GSEA, zeigte eine Unterdrückung entzündlicher und seneszenzassoziierter Genprogramme. In vitro dämpfte die pharmakologische Hemmung des Notch-Signalwegs mit dem γ-Sekretase-Inhibitor DAPT in PMA-stimulierten Neutrophilen den NET-Ausstoß signifikant. RBPJ-KO-Mäuse zeigten außerdem reduzierte Lipidablagerungen, Entzündungen und Fibrose, was bestätigt, dass der neutrophile Notch-Signalweg der NETs–Seneszenz–Lipotoxizitäts-Kaskade vorgelagert ist.

Diese Erkenntnisse etablieren einen neuartigen pathogenen Kreislauf: myeloider Notch-Signalweg → NET-Bildung → Hepatozyten-Seneszenz → hepatische Steatose und Fibrose. Die gezielte Beeinflussung eines beliebigen Knotenpunkts in dieser Kette – NET-Auflösung, Beseitigung seneszenter Zellen oder Notch-Hemmung in Neutrophilen – schwächt NASH in präklinischen Modellen ab und deutet auf mehrere pharmakologisch angreifbare Ansatzpunkte hin.