Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstmord fürs Gemeinwohl

10.01.2007
Programmierter Zelltod als Schutz vor Infektionen

Sie sind die zahlenmäßig größte Gruppe weißer Blutzellen: Neutrophile Granulozyten fangen und töten Mikroorganismen durch extrazelluläre Strukturen, die aus Nukleinsäure und aggressiven Enzymen bestehen, den sogenannten Neutrophil Extracellular Traps (NETs).


Neutrophile Granulozyten mit in NETs gefangenen Shigella-Bakterien. Bild: Dr. Volker Brinkmann, Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie


Ein neutrophiler Granulozyt stirbt und stößt dabei NETs aus. Bild: Dr. Volker Brinkmann, Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie

Ein Team von Wissenschaftlern um Arturo Zychlinsky vom Max Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin hat jetzt herausgefunden, auf welche Weise die Granulozyten diese "Fangnetze" bilden (Journal of Cell Biology, online, 8. Januar 2007). Die Zellen durchlaufen dabei ein Programm, das am Ende zu ihrem Tod führt. Während sie sterben, schleudern sie ihren Zellkern heraus. Die darin enthaltene Nukleinsäure hat sich mit antibakteriellen Enzymen vermischt und bildet außerhalb der Zelle ein für Mikroorganismen tödliches Netz. In den Körper eingedrungene Bakterien und pathogene Pilze verfangen sich darin und werden abgetötet.

In jeder Minute verlassen mehrere Millionen neutrophiler Granulozyten das Knochenmark und patrouillieren durch die Blutgefäße auf der Suche nach eingedrungenen Krankheitskeimen. Sie stellen den ersten Verteidigungswall des Immunsystems gegen eingedrungene Krankheitserreger dar, wandern in das infizierte Gewebe und bekämpfen dort die Keime. Seit langem ist bekannt, dass neutrophile Granulozyten Bakterien abtöten können, indem sie sie "auffressen", also in die Zelle aufnehmen und mithilfe von antimikrobiellen Enzymen zersetzen.

Bereits vor einiger Zeit hatten die Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Arturo Zychlinsky vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin entdeckt, dass die neutrophilen Granulozyten noch einen zweiten antibakteriellen Mechanismus benutzen: Sie fangen außerhalb der Zelle Bakterien in netzartigen Strukturen aus Nukleinsäure und Enzymen und töten sie ab. Den Wissenschaftlern gelangen eindrucksvolle Aufnahmen von diesen Strukturen. Völlig unklar war jedoch, wie die Zellen die lebenswichtigen Zellkernbestandteile mobilisieren und aus der Zelle herausschleudern können.

Anhand langwieriger mikroskopischer Untersuchungen an lebenden Granulozyten konnten sie schließlich den Vorgang aufklären. Die Neutrophilen werden durch Bestandteile der eingedrungenen Bakterien aktiviert und verändern daraufhin die Struktur ihres Zellkerns und der Granula, kleiner Enzymspeicher im Zytoplasma der Zellen. "Die Hülle um den Kern zerfällt, die Granula lösen sich auf, und so können sich die NETs-Bestandteile im Innern der Zellen mischen", erklärt der Leiter der Arbeitsgruppe Mikroskopie, Volker Brinkmann. Am Ende zieht sich die Zelle noch einmal zusammen bis die Zellmembran an einer Stelle aufreißt und die hochaktive Mischung herauskatapultiert wird. Außerhalb der Zelle entfaltet sie sich und bildet dann jene Netze, in denen sich Bakterien verfangen.

Interessanterweise ist dieser Prozess gleichermaßen effizient wie das "Auffressen": "In den NETs der toten Granulozyten werden ähnlich viele Bakterien abgetötet wie von lebenden Blutzellen verdaut werden", sagt Arturo Zychlinsky. Und so erfüllen die Abwehrzellen auch nach ihrem Tod noch ihre lebenswichtige Funktion.

Originalveröffentlichung:

Tobias A. Fuchs, Ulrike Abed, Christian Goosmann, Robert Hurwitz, Ilka Schulze, Volker Wahn, Yvette Weinrauch, Volker Brinkmann and Arturo Zychlinsky

Novel Cell Death Program Leads to Neutrophil Extracellular Traps

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Bakterium Enzym Granulozyten Neutrophil Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen
23.05.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Mikro-Lieferservice für Dünger
23.05.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie