Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weniger ist auch im Immunsystem manchmal mehr

05.09.2003


Max-Planck-Forscher weisen nach, dass die Nachkommen dann über einen maximalen Immunschutz verfügen, wenn sie nur mit der optimalen Anzahl an MHC-Immungenen ausgestattet sind


Durch optimale Anzahl an MHC-Immungenen ist der Stichling im Wettrüsten mit drei seiner Parasiten einen Schritt voraus. Fische mit einer mittleren Anzahl an MHC-Varianten sind am besten gegen eine Infektion durch einen Saugwurm (links) und zwei Fadenwürmer (Mitte, rechts) geschützt.
Foto: Max-Planck-Institut für Limnologie



Das so genannte MHC-System hat bei der Erkennung von Krankheitserregern im Körper von Wirbeltieren eine herausragende Bedeutung. Je mehr verschiedene MHC-Moleküle ein Mensch hat, umso mehr verschiedene Krankheitserreger kann sein Immunsystem erkennen und bekämpfen. In natürlichen Fisch-Populationen sorgen die Weibchen durch entsprechende Partnerwahl dafür, dass ihre Nachkommen nicht über ein Maximum, sondern meist nur eine mittlere Anzahl von MHC-Varianten verfügen. Evolutionsökologen vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön gelang jetzt der Nachweis, dass dies tatsächlich auch dem postulierten immungenetischen Optimum entspricht: Derart ausgestattete Jungfische waren, wie die in der aktuellen Ausgabe von "Science" (Vol. 301, 5. September 2003) publizierten Ergebnisse zeigen, am besten gegen den Befall durch Parasiten geschützt.



Unser Immunssystem kann Infektionskrankheiten nur nachhaltig bekämpfen, wenn körpereigene MHC-Moleküle die vom Krankheitserreger stammenden Eiweißbruchstücke (Peptide) binden können. Diese werden dann den Abwehrzellen im Immunsystem, den so genannten T-Zellen, gezeigt, die dann wiederum die Erreger bekämpfen können. Dieser Erkennungsmechanismus funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, d.h. zu jedem MHC-Molekül gibt es die passenden Peptide, und zu diesen MHC-Peptid-Kombinationen die passenden T-Zellen. Je mehr verschiedene MHC-Moleküle ein Mensch hat, desto mehr verschiedene Krankheitserreger kann sein Immunsystem erkennen und bekämpfen. Tatsächlich gibt es in jeder Population Hunderte von verschiedenen MHC-Varianten, aber jeder Mensch hat beispielsweise nur einige wenige davon. Zwei Menschen haben meist bereits unterschiedliche Varianten, was beispielsweise zu den bekannten Transplantationsproblemen führt. Diese enorme Vielgestaltigkeit (Polymorphismus) der MHC-Moleküle ist einzigartig ansonsten unterscheiden wir uns in unseren Genen sehr viel weniger voneinander.

Da die T-Zellen "fremd" von "selbst" unterscheiden, müssen jene T-Zellen frühzeitig aus der Immunabwehr aussortiert werden, die auf Eigenpeptide reagieren. Gelingt dies nur unzureichend, können Autoimmunkrankheiten entstehen, bei denen das Immunsystem körpereigene Stoffe als fremd einstuft und deshalb bekämpft. Mit einer höheren Anzahl an MHC-Varianten steigt also nicht nur die Wahrscheinlichkeit, fremde Peptide von Krankheitserregern zu binden, sondern auch das Risiko, dass mehr körpereigene Eiweißbruchstücke präsentiert werden, die T-Zellen als fremd einstufen würden. Solche T-Zelllinien werden in der frühen Entwicklung abgeschaltet. Das heißt, je mehr verschiedene MHC-Moleküle ein Individuum hat, umso mehr T-Zelllinien müssen entfernt bzw. ausgeschaltet werden. Daraus folgt nun aber wiederum: Wer über zu wenige unterschiedliche MHC-Moleküle verfügt, wird auch zu wenig verschiedene Krankheitskeime erkennen; wer zu viele verschiedene MHC-Moleküle hat, erkennt zwar viele verschiedene Keime, muss aber sein T-Zell-Repertoire so stark einschränken, dass er nur wenige davon bekämpfen kann. Die Evolutionsbiologen spekulierten daher, dass sich durch eine mittlere Anzahl von verschiedenen MHC-Molekülen pro Individuum ein zumindest auf der T-Zellebene optimaler Immunschutz einstellen lässt.

Bereits vor zwei Jahren hatten die Wissenschaftler aus der Abteilung von Prof. Manfred Milinski vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön gezeigt, dass Stichlinge in natürlichen Populationen meist über eine mittlere Anzahl von MHC-Varianten (MHC Klasse II Allelen) verfügen und dass die Weibchen dies durch die geruchliche Selektion des immungenetisch passenden Partners erreichen (Reusch, Häberli, Aeschlimann & Milinski, Nature 414:300-302 (2001); siehe auch die Presseinformation "Der Duft, auf den die Weibchen stehen". Mit ihren aktuellen Forschungsergebnissen liefern Mathias Wegner, Martin Kalbe, Joachim Kurtz, Thorsten Reusch und Manfred Milinski jetzt den experimentellen Nachweis, dass diese mittlere Anzahl von MHC-Molekülen auch dem postulierten immungenetischen Optimum entspricht.

Dazu haben die Forscher mehr als einhundert im Labor "erbrütete" und parasitenfrei aufgezogene Nachkommen von sechs Elternpaaren gleichzeitig drei der häufigsten Parasitenarten aus dem Gewässer der Elterntiere ausgesetzt und zwar in kontrollierter natürlicher Dosis. Tatsächlich waren Jungfische mit der in der Population häufigsten mittleren Anzahl von MHC-Moleküle von der geringsten Anzahl Parasiten befallen, während jene Fische, die weniger verschiedene MHC-Moleküle aufwiesen, stärker von Parasiten befallen waren, ebenso wie jene Tiere, die über mehr MHC-Moleküle verfügten. Fische mit der optimalen Allel-Anzahl konnten darüber hinaus nicht nur die Parasiten am erfolgreichsten abwehren, sie hatten auch den besten Allgemeinzustand. Die Forscher vermuten, dass diese Fische unter natürlichen Bedingungen auch mehr eigene Nachkommen erzeugen würden.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Prof. Manfred Milinski
Max-Planck-Institut für Limnologie, Plön
Tel.: 04522 763 - 254, Fax.: - 310
E-Mail: milinski@mpil-ploen.mpg.de

Prof. Manfred Milinski | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpil-ploen.mpg.de
http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2001/pri0174.htm

Weitere Berichte zu: Immunsystem Krankheitserreger MHC-Molekül MHC-Varianten Parasit T-Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Forscher vergleichen Biodiversitätstrends mit dem Aktienmarkt
06.12.2016 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Tempo-Daten für das „Navi“ im Kopf

06.12.2016 | Medizin Gesundheit

Patienten-Monitoring in der eigenen Wohnung − Sensorenanzug für Schlaganfallpatienten

06.12.2016 | Medizintechnik