Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stuttgarter Biochemiker entschlüsseln einen Wirkmechanismus des Cytokins MIF

09.11.2000


... mehr zu:
»Cytokin »Eiweißstoff »MIF »Prozess »Zelle
Menschliche Eiweißstoffe aus der Klasse der sogenannten Cytokine steuern die Funktionen des Immunsystems und sind somit von großer Bedeutung für die menschliche Immunabwehr. Das Cytokin MIF (Macrophage
migration inhibitory factor) ist unter anderem bei der Stress- und Immunantwort auf akute und chronische Entzündungen wie dem septischen Schock oder der rheumatischen Arthritis zentral beteiligt. Obwohl MIF zu den ersten entdeckten Cytokinen gehört, konnte ein molekulares Target der Wirkung von MIF von Stuttgarter Biochemikern erst jetzt entschlüsselt werden, wie in einem Beitrag für das Wissenschaftsjournal "Nature" nachzulesen ist. Wirkung und Signalübertragung von MIF wurde von der Arbeitsgruppe Biochemie am Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik der Universität Stuttgart, des Instituts für Zellbiologie und Immunologie der Universität Stuttgart und des Stuttgarter Fraunhofer Instituts IGB zusammen mit Forschern des Hospital Vaudois in Lausanne/Schweiz sowie des Physiologisch-chemischen Instituts der Universität Tübingen aufgedeckt. Es zeigt sich, dass MIF nicht über einen Rezeptor auf der Hülle auf die Zelle einwirkt, sondern sein Ziel in einem Protein in der Zelle selbst findet. Hieraus ergeben sich neue Ansätze für die biomedizinische Forschung.

Langfassung:
Cytokine regulieren die Wechselwirkung zwischen Immunzellen untereinander sowie zwischen Immun- und anderen Körperzellen. Derzeit sind etwa 100 solcher Eiweißstoffe bekannt. Aufgrund ihrer steuernden Rolle beim Immunprozess sind sie zentrale Forschungsschwerpunkte in der biomedizinischen Forschung. Einige Cytokine finden heute bereits Verwendung in der medizinischen Therapie und Diagnose von Krankheiten des Immunsystems sowie bei Krebskrankheiten.
Eine Cytokinfunktion mit dem Namen Macrophage migration inhibitory activity wurde bereits in den Anfängen der Immunforschung im Jahr 1962 entdeckt. Der entsprechende Eiweißstoff, der Macrophage migration inhibitory factor oder kurz MIF, wurde 1966 zuerst beschrieben und zählt daher zusammen mit den Interferonen zu den zuerst entdeckten Cytokinen überhaupt. Während die gentechnische Revolution in den folgenden Jahren und Jahrzehnten zur Entdeckung vieler weiterer Cytokine führte, gelang die Klonierung des MIF-Proteins erst dreißig Jahre nach der Entdeckung des Proteins. Einige der immunologischen Funktionen von MIF konnten im Verlauf der neunziger Jahre aufgeklärt werden. So weiß man heute, dass MIF bei der Stress- und Immunantwort auf akute und chronische Entzündungen/Infektionen zentral beteiligt ist. Auch die Fehlsteuerung des Immunsystems bei Autoimmunkrankheiten scheint über MIF-gesteuerte Prozesse zu laufen. Entsprechend haben vorklinische Studien bei Tieren gezeigt, dass gegen MIF gerichtete Antikörper therapeutisch zur Behandlung von septischem Schock, Lungenkrankheiten oder Immunkrankheiten wie der Rheumatoiden Arthritis eingesetzt werden könnten. Eine im Januar veröffentlichte Arbeit in Nature Medicine hat gezeigt, dass MIF-Antikörper sogar dann vor Bakterieninfektionen schützen können, wenn sie Stunden nach der Infektion verabreicht werden. Antikörpertherapien auf der Basis anderer Cytokine mussten bisher immer vor dem Zeitpunkt der Infektion gegeben werden. Ein Zusammenhang scheint auch zwischen der MIF-Verteilung und -Ausschüttung im Körper und der Tumorbildung zu bestehen. Darüber hinaus zählt MIF zu den wenigen Cytokinen, die zugleich eine enzymatische Aktivität besitzen. Eine Blockierung dieser Enzymaktivität könnte zugleich die entzündungsfördernden Eigenschaften von MIF bremsen. MIF gilt dazu als das derzeit einzige bekannte Cytokin, welches von Substanzen wie Cortison nicht unterdrückt oder gedämpft wird, sondern sogar aktiviert wird und die immununterdrückenden Wirkungen von Cortison hemmt. MIF-basierte Therapieansätze sind daher relevant für eine Vielzahl von mit Glucocorticoiden behandelten chronischen Entzündungskrankheiten und Allergien.
Die meisten Cytokine entfalten ihre Wirkung über einen sogenannten Rezeptor, der die Signale von außen in die Zellen vermittelt. Während für die meisten Cytokine kurz nach ihrer Klonierung auch die entsprechenden Signal-vermittelnden Rezeptoren entdeckt wurden, blieb der molekulare Mechanismus der Wirkung von MIF trotz seiner frühen Entdeckung und trotz der Klonierung des Eiweißstoffes vor über zehn Jahren weitgehend unbekannt. Arbeiten eines Forscherteams der Arbeitgemeinschaft Biochemie des IGVT der Universität Stuttgart, des IZI der Universität Stuttgart und des Stuttgarter Fraunhofer Instituts IGB zusammen mit kooperierenden Forschern des Hopital Vaudois in Lausanne/Schweiz sowie des Physiologisch-chemischen Instituts der Universität Tübingen haben nun zum ersten Mal ein sogenanntes molekulares Target (Ziel) der Wirkung und Signalübertragung von MIF entdeckt.
Überraschenderweise handelt es sich bei diesem signalvermittelnden Molekül nicht um einen typischen membranständigen MIF-Rezeptor, sondern um ein im Zellinneren lokalisiertes Protein mit dem Namen Jab1. Jab1 zählt zur Kategorie der Transkriptions-Coaktivatoren, also zu einer wachsenden Klasse von Eiweißstoffen, die nach heutigen Erkenntnissen genregulatorische Prozesse mitsteuern, ohne selbst direkt als Transkriptionsfaktor mit der Erbinformation wechselwirken zu können. Die Stuttgart/Lausanne/Tübinger-Forscher konnten zeigen, dass MIF über einen, Endocytose genannten Prozess, in Immunzellen und andere sogenannte Zielzellen aufgenommen wird und im Zellinneren mit Jab1 wechselwirkt. Die Aufnahme von MIF in die Zelle scheint dabei ohne die Hilfe von Membranrezeptoren ablaufen zu können.
Die neuen Arbeiten der Forschergruppe zeigen weiterhin, dass MIF über die Interaktion mit Jab1 auf steuernde Prozesse in der Zelle wie die Anschaltung von immunologisch relevanten Genprodukten und den Zellzyklus Einfluss nehmen kann. Diese Wirkung verläuft über die Stabilisierung eines Proteins mit dem Namen Kip1, das seinerseits direkt den Zellzyklus kontrolliert.
Die Arbeiten geben zum ersten Mal Aufschluss über die molekularen Zielstrukturen der Wirkung von MIF und haben somit unmittelbar Bedeutung für weitere biomedizinische Forschungsansätze, die zur Entwicklung von MIF-Jab1-basierten Therapie- und Diagnosestrategien führen könnten. Diese wiederum könnten zur Entwicklung von neuen Medikamenten für die Krankheiten eine Rolle spielen, bei denen MIF vermittelnd mitwirkt.

Kontakt:
Dr. Jürgen Bernhagen, Arbeitsgruppe Biochemie, Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik, Universität Stuttgart, Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart,
Tel: 0711 970 4020, Fax: 0711 970 4200; E-Mail jbe@igb.fhg.de

Ursula Zitzler | idw

Weitere Berichte zu: Cytokin Eiweißstoff MIF Prozess Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien
19.09.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden
19.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

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: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie