Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Analyse der Immunantwort gegenüber Aspergillus fumigatus nach allogener Stammzelltransplantation

17.04.2014

Tiefe Mykosen sind Infektionen die hauptsächlich durch Schimmelpilze, insbesondere dem Keim Namens Aspergillus fumigatus verursacht werden.

Die invasive Aspergillose ist bei stark immun-geschwächten Personen eine häufig lebensbedrohende Infektionserkrankung. Nach allogener Stammzell-Transplantation erkranken 8-10% aller Patienten daran, etwa die Hälfte verstirbt.


Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer aus menschlichem Blut isolierten, myeloiden dendritischen Zelle (hellgrau), die gerade ausgekeimte Pilzsporen (grün) phagozytiert („verschlingt“)

Forscher der Universitäten Würzburg, München und Bonn haben die Bedeutung der Sauerstoffversorgung während einer Aspergillus Infektion und die Auswirkungen von Sauerstoffmangel auf die Immunantwort untersucht. In einem weiteren Projektteil analysierten sie die Rolle der Pilz-Hyphen im Infektionsgeschehen.

In dem Projekt untersuchten Professor Hermann Einsele und seine Kooperationspartner den Einfluss von Sauerstoffmangel (= Hypoxie) auf mit Aspergillus (A.) fumigatus konfrontierte dendritische Zellen. Die Erforschung der Interaktion dieser dendritischen Zellen mit A. fumigatus zeigte, dass sie die Pilzzellen aufnehmen können, dadurch heranreifen und Botenstoffe aussenden, die andere Immunzellen aktivieren.

Dendritische Zellen im menschlichen Blut werden nach ihrer Herkunft in zwei Gruppen unterteilt, myeloide und plasmazytoide dendritische Zellen. Myeloide dendritische Zellen verhielten sich gegenüber A. fumigatus ähnlich den Monozyten abgeleiteten dendritischen Zellen (siehe Abbildung), wohingegen plasmazytoide dendritische Zellen keine Reaktion auf den Pilz zeigten.

Diese Versuchsergebnisse deuten darauf hin, dass verschiedene dendritische Zellen unterschiedliche Rollen während einer Aspergillose übernehmen und, dass mit Monozyten abgeleiteten und myeloiden dendritischen Zellen eine Immuntherapie etabliert werden könnte.

Interaktionsversuche unter Sauerstoffmangel wiesen darauf hin, dass Hypoxie einen negativen Einfluss auf die Reifung von mit A. fumigatus stimulierten dendritischen Zellen hat. Da während einer Infektion mit A. fumigatus mit hypoxischen Bereichen zu rechnen ist, könnte dies einen hemmenden Einfluss von Sauerstoffmangel für die erworbene Immunantwort bedeuten.

Durch Vergleich der Muster der aktivierten Gene konnten die Wissenschaftler zudem nachweisen, dass Sauerstoffmangel und die Infektion durch Aspergillus fumigatus zu Effekten führen, die sich zum Teil verstärken. Es konnten Gene aus dendritischen Zellen identifiziert werden, die unter Hypoxie und in Gegenwart von Aspergillus besonders stark abgelesen werden.

Diese Daten ermöglichen es nun, die biologische Funktion der dabei entstehenden Proteine genauer zu untersuchen. Von besonderem Interesse wird es künftig sein, die Rolle des Hypoxiefaktors HIF-1α für die Immunantwort gegen A. fumigatus aufzuklären. HIF-1α hat zum einen Bedeutung für die Anpassung der Immunzellen an Sauerstoffmangel. Aktuelle Daten, die gegen Ende des Forschungsverbundes generiert wurden, deuten nun darauf hin, dass HIF-1α ebenfalls die Immunantwort der dendritischen Zellen gegen A. fumigatus modulieren kann.

Zusätzlich wies das Team nach, dass Fieber die Fähigkeit dendritischer Zellen Aspergillus zu phagozytieren (Fremdstoffe aufzunehmen und unschädlich zu machen) deutlich beeinträchtigt. Fieber ist eine häufige Entität während einer invasiven Aspergillose und in verschiedenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass eine erhöhte Temperatur einen potentiellen Einfluss auf Immunzellen hat. Im Rahmen des Forschungsprojekts konnten die Würzburger Forscher nun einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Fieber und dem Ausgang einer Invasiven Aspergillose herstellen.

Der Münchner Teil des Forschungsverbunds untersuchte den Pilz Aspergillus fumigatus selbst. Es konnte dabei ein Signalmolekül identifiziert werden, das die unter Sauerstoffmangel auftretenden Wachstumsveränderungen stark beeinflusst. Außerdem konnte die Bedeutung von Organellen, sogenannten Woronin bodies für die A. fumigatus geklärt werden. Diese Pilz-spezifischen Strukturen bilden eine Art Korken, der nach Verletzungen geschädigte Teile einer Hyphe durch Verschluss der Verbindungsporen isoliert und somit den Schaden begrenzt. Während einer Infektion werden solche Verletzungen vor allem von Granulozyten verursacht. Durch nun vorliegende Arbeiten konnte die Bedeutung von Woronin bodies für die Stress-Resistenz und Pathogenität von A. fumigatus nachgewiesen werden.

Durch die Ergebnisse können nun wichtige Aspekte der Aspergillus-Infektion besser verstanden werden. Die Daten erlauben Einblicke in die Mechanismen der gegen Aspergillus gerichteten Immunantwort und zeigen Ansatzpunkte auf, die zu neuen therapeutischen Konzepten führen könnten.

Kontakt (Projektleitung):
Prof. Dr. Hermann Einsele, Med. Klinik und Poliklinik II der Universitätsklinik Würzburg, Tel.: +49 (0) 931-201 70 000, E-Mail: einsele_h@klinik.uni-wuerzburg.de

Die Wilhelm Sander-Stiftung förderte dieses Forschungsprojekt mit rund 243.000 Euro. Stiftungszweck ist die Förderung der medizinischen Forschung, insbesondere von Projekten im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden insgesamt über 190 Millionen Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

Weitere Informationen zur Stiftung: http://www.wilhelm-sander-stiftung.de

Bernhard Knappe | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise