Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien- und Virendetektor alarmbereit am Einsatzort

15.01.2013
Forscher zeigen: Ein ausgereiftes Transportsystem hilft Immunzellen, Infektionen schnell zu erkennen
„Gefahr!“, signalisiert der molekulare Detektor mit dem Namen TLR9, wenn er bakterielle oder virale Erbinformation, die DNA, erkennt. Dann leitet das Immunsystem die Bekämpfung der Infektion ein. Dieser erste Schutz funktioniert schnell, weil er grundlegende Strukturen der Eindringlinge erkennt – in diesem Fall die DNA der Bakterien oder Viren. Forscher des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben gezeigt, dass TLR9 fremde DNA nicht nur rasch erkennt, sondern bereits einsatzbereit dort wartet, wo er auf sie treffen wird.

Durch Mechanismen wie diesen gewinnen wir wertvolle Zeit, bevor der zwar effektivere, aber langsamere Teil des Immunsystems, das erworbene Immunsystem, angeschaltet wird. Was notwendig ist, damit TLR9 seiner Aufgabe in verschiedenen Immunzellen nachgehen und Infektionen aufspüren kann, haben Wissenschaftler des HZI gemeinsam mit Kollegen aus Deutschland, den USA und Südkorea untersucht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der Fachzeitschrift „The Journal of Immunology“, die diese Arbeit zu den besten zehn Prozent aller in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge zählt.

Die Wissenschaftler versprechen sich Erkenntnisse für therapeutische Zwecke: „TLR9 könnte uns neben seiner klassischen Aufgabe auch bei der Vorbeugung oder der Therapie von Krankheiten helfen. Eine Möglichkeit, die derzeit in klinischen Studien geprüft wird, ist Impfungen DNA zuzusetzen, um TLR9 anzuschalten und so das Immunsystem stärker zu stimulieren“, erklärt Prof. Melanie Brinkmann, die am HZI die Forschungsgruppe „Virale Immunmodulation“ leitet. In anderen Fällen erscheint es sinnvoll, dieses Molekül zu hemmen - nämlich dann, wenn es irrtümlich körpereigene DNA erkennt und dadurch Autoimmunerkrankungen verursacht. „Um das Potential von diesem und ähnlichen Molekülen zu erfassen, müssen wir besser verstehen, wie TLR9 in Immunzellen funktioniert“, so Brinkmann. Insbesondere interessiert die Forscher, wie das Molekül von dem Ort in der Zelle, wo es hergestellt wird, in die sogenannten Endolysosomen gelangt. In diesen Kügelchen trifft es schließlich auf die DNA von Bakterien oder Viren.
Um die Bewegungen von TLR9 in der Zelle zu verfolgen, entwarfen die Wissenschaftler ein Modell, in dem Mäuse eine farbig markierte Version des Moleküls herstellen. Der Blick durchs Mikroskop zeigte, wo sich TLR9 in den unterschiedlichen Immunzellen befindet und offenbarte, warum es so schnell reagieren kann: Noch bevor überhaupt eine Bakterien- oder Vireninfektion stattfindet, wandert der Detektor bereits in die Endolysosomen und „wartet“ dort auf mögliche Eindringlinge. Indem TLR9 gleich an diesen Ort geschickt wird, gewährleistet die Zelle eine schnelle Entdeckung der Krankheitserreger.

Um wirklich einsatzbereit zu sein, muss erst noch ein Stück des Proteins abgeschnitten werden – das bewerkstelligen „molekulare Scheren“, die die Forscher ebenfalls identifiziert haben. Sowohl der Transport in die Endolysosomen als auch das Abschneiden eines Proteinschnipsels hängen von einem weiteren Protein namens UNC93B1 ab. „Wir haben also mehrere mögliche Stellschrauben gefunden, die wichtig sind, damit TLR9 eingedrungene Bakterien und Viren erkennen und Alarm schlagen kann“, fasst die ebenfalls an der Studie beteiligte HZI-Wissenschaftlerin Dr. Margit Oelkers zusammen. Die Forscher haben den Transport von TLR9 in verschiedenen Immunzelltypen untersucht und festgestellt, dass dieser Prozess von Zelltyp zu Zelltyp etwas unterschiedlich abläuft. „Diese Ergebnisse helfen uns, besser zu verstehen, wie TLR9 funktioniert. Das ist entscheidend, um bei Problemen therapeutisch aktiv werden zu können“, so Brinkmann.

Originalpublikation:
Ana M. Avalos, Oktay Kirak, J. Margit Oelkers, Marina C. Pils, You-Me Kim, Matthias Ottinger, Rudolf Jaenisch, Hidde L. Ploegh und Melanie M. Brinkmann
Cell-Specific TLR9 Trafficking in Primary APCs of Transgenic TLR9-GFP Mice
The Journal of Immunology 2013 190:695-702

In unseren Körper eingedrungene Krankheitserreger werden im Idealfall von unserem Immunsystem erkannt und beseitigt. Mikroorganismen und Viren haben allerdings Strategien entwickelt, der Immunantwort zu entgehen. Die Arbeitsgruppe „Virale Immunmodulation“ untersucht insbesondere, wie Herpesviren dabei vorgehen.

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern.

Diese Immunzelle stellt TLR9 her, das grün leuchtet, wenn es mit Laserlicht bestrahlt wird. Das Molekül befindet sich am Rand von kleinen Kügelchen, in denen es auf die DNA von Krankheitserregern treffen wird.

HZI/Oelkers

http://www.helmholtz-hzi.de

Dr. Birgit Manno | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/bakterien_und_virendetektor_alarmbereit_am_einsatzort/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise