Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blut-Abbau im Akkord: Zell-Einwanderer schützen vor Eisenvergiftung

22.07.2016

Freiburger Forscher entschlüsseln, wie der Körper rote Blutkörperchen abbaut, ohne sich dabei selbst zu vergiften / Ansatz könnte Komplikationen nach Blutvergiftung und Hämolyse vermindern / Publikation am 18. Juli 2016 in Nature Medicine

Bei Blutvergiftung, Hämolyse oder gehäuften Bluttransfusionen müssen viele rote Blutkörperchen auf einmal abgebaut werden. Wird das darin enthaltene Eisen frei, kann es schwere Organschäden verursachen. Wie der Körper in solchen Notsituationen das Blut abbaut, haben jetzt Wissenschaftler des Universitäts-Herzzentrums Freiburg · Bad Krozingen und des Universitätsklinikums Freiburg gemeinsam mit Forschern aus den USA und Österreich herausgefunden.


Können Monozyten nicht in die Leber einwandern und sich zu Eisen-verwertenden Zellen entwickeln, lagert sich giftiges Eisen in Organen wie der Niere ab. (Eisen frei: blau,Eisen-Protein-Komplex:braun)

CSB Massachusetts General Hospital

Sie zeigten bei Mäusen, dass in solchen Fällen nicht die Milz, wie bislang gedacht, sondern die Leber der Hauptabbau-Ort für rote Blutkörperchen ist. Einen Großteil der Arbeit übernehmen Immunzellen, die extra in die Leber einwandern und sich dort zu hochspezialisierten Eisenverwertern entwickeln.

Auch beim Menschen existiert ein vergleichbarer Mechanismus, wie die Forscher nachwiesen. Die Erkenntnisse, die am 18. Juli 2016 im Fachmagazin Nature Medicine erschienen, ermöglichen einen neuen Ansatz, um Komplikationen nach Bluttransfusionen oder Blutvergiftung besser zu behandeln.

„Wir haben erstmals Kompensationsmechanismen beschrieben, die den Körper bei einem verstärkten Abbau von roten Blutkörperchen vor Eisenvergiftung schützen“, sagt Dr. Ingo Hilgendorf, einer der Erstautoren der Studie und Forschungsgruppenleiter in der Klinik für Kardiologie und Angiologie I am Universitäts-Herzzentrum Freiburg ∙ Bad Krozingen (Ärztlicher Direktor: Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Christoph Bode).

tMacs können mehr Eisen aufnehmen als jeder andere Zelltyp

Die Forscher wiesen nach, dass Monozyten-Immunzellen in die Leber einwandern und sich nur hier aufgrund der für die Leber einzigartigen Zusammensetzung an Wachstumsfaktoren zu sogenannten transitorischen Makrophagen (tMacs) entwickeln. Diese tMacs können mehr Eisen aufnehmen als jeder andere Zelltyp. Bei Bedarf stellen sie das Eisen auch wieder für den Aufbau roter Blutkörperchen zu Verfügung. Sie unterstützen damit die Eisen-verwertenden Kupfferzellen, die bereits mit der Geburt in der Leber angelegt sind.

Blockierten die Forscher die Wanderung von Monozyten in die Leber, waren die Zellen in Milz und Leber mit dem Eisenrecycling überfordert. Die Folge: Eisen wurde freigesetzt und es entstanden Leber- und Nierenschäden (Abbildung). Derartige Komplikationen sind auch von Patienten mit gestörtem Blutabbau bekannt.

Bei Patienten wiesen die Forscher ebenfalls die eingewanderten Zellen nach

Die Forscher untersuchten auch Patienten, die aufgrund einer koronaren Bypass-Operation an eine Herz-Lungen-Maschine angeschlossen waren. Der Einsatz der Maschine führt zu einem deutlich höheren Verschleiß roter Blutkörperchen und damit zu erhöhten Abbauraten. Bei diesen Patienten konnten sie ebenfalls die eingewanderten Immun-Zellen nachweisen. „Auf Grundlage unserer Arbeiten werden wir nun untersuchen müssen, ob die Immunzellen gezielt aktiviert werden können, um Komplikationen bei erhöhtem Erythrozytenzerfall zu vermeiden“, sagt Dr. Hilgendorf.

Durch Verwendung eines bereits etablierten Mausmodells zur genetischen Markierung dieser Immunzellen, das vom Co-Autor Prof. Dr. Marco Prinz, Ärztlicher Direktor des Instituts für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg, entwickelt worden war, waren die Forscher in der Lage, die eingewanderten und die ortstreuen Eisen-speichernden Zellen der Leber zu unterscheiden. „Auf den ersten Blick sehen beide Zelltypen identisch aus. Mit einem genetischen Marker konnten wir jetzt die genetische Abstammung und Entwicklung der unterschiedlichen Zellen sehr präzise verfolgen“, sagt Prof. Prinz.

Die aufwendigen Versuche entstanden über einen Zeitraum von über vier Jahren in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Boston, USA, Innsbruck, Österreich, sowie mit Kooperationspartnern der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

„Diese Arbeiten sind ein Paradebeispiel interdisziplinärer Forschung, die vom Reagenzglas über das Mausmodell letztlich unseren Patienten zugutekommt“, sagt Prof. Bode. „Es ist die Aufgabe der Universitäten, besonders begabte Ärzte für die Grundlagenforschung zu begeistern, da nur die Doppelausbildung zu Durchbrüchen im Verständnis von Krankheiten befähigt. Dieser Aufgabe kommt die Universität Freiburg in exemplarischer Weise nach.“

Titel der Originalstudie: On-demand erythrocyte disposal and iron recycling requires monocyte-derived transient macrophages in the liver

Doi: 10.1038/nm.4146

Kontakt:
Dr. Ingo Hilgendorf
Klinik für Kardiologie und Angiologie I
Universitäts-Herzzentrum Freiburg ∙ Bad Krozingen
Telefon: 0761 270-34010/ -70380
ingo.hilgendorf@universitaets-herzzentrum.de

Johannes Faber
Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-84610
johannes.faber@uniklinik-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4146.html Link zur Studie
http://www.herzzentrum.de/kliniken-fachbereiche/klinik-fuer-kardiologie-und-angi... Forschungsgruppe Dr. Hilgendorf

Benjamin Waschow | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics