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 Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie