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 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften