Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Cross-Country Runabouts - Immune Cells on the Move

16.11.2009
In order to effectively fight pathogens, even at remote areas of the human body, immune cells have to move quickly and in a flexible manner.

Scientists from the Max Planck Institute (MPI) of Biochemistry in Martinsried near Munich, Germany, have now deciphered the mechanism that illustrates how these mobile cells move on diverse surfaces.

"Similar to a car, these cells have an engine, a clutch and wheels which provide the necessary friction," explains Michael Sixt, a research group leader at the MPI of Biochemistry. The results, which were developed in cooperation with colleagues from the MPI for Metals Research in Stuttgart, Germany, have now been published in Nature Cell Biology.

White blood cells, also called leukocytes or immune cells, fight infections in the human body in many different ways. As defence cells, they are able to invade infected tissues, detect and eliminate pathogens. Also foreign structures and wreckage of the body's own cells are disposed with their help. To cope with that task, they move a hundred fold faster than other cell types. Thereby, immune cells follow certain attractants which are released by the body's own cells or the pathogens.

Energy Transfer on a Molecular Level
Cells have to generate the necessary energy from the inside in order to move forward. This task is carried out by the cytoskeleton, a network of proteins which stretches through the cell's complete interior. It can expand and form finger-like extensions and retract them likewise.

However, this deformation is not enough to make a cell move. "Similar to a car, the energy has to be transferred on the street," illuminates Dr. Sixt. "We need a clutch and wheels." For this purpose, every cell carries special cell anchors on their surface: the integrins. These proteins span the envelope of the cells and are directly connected to the cell's cytoskeleton. On the outside, these anchors can stick to other cells and tissues and thus, form a connection to the outside world. "The connection between the cytoskeleton and the integrin matches the clutch," says Dr. Sixt, "the connection between the integrin and the outside world corresponds to the grasp of the wheels."

Immune Cells are Cross-Country
In doing so, immune cells are not rigid and inflexible. According to the scientists, they are able to adjust to every possible underground. "Our analysis has shown that leukocytes always move with the same speed - no matter whether they migrate over a slippery or rough substrate," Dr. Sixt points out. That is possible due to the tight interaction between motor, clutch and wheels. When the cell's anchors do not grip properly, the cell increases the speed of its engine - the cytoskeleton deforms faster. Thus, the speed of the cell stays the same. Leukocytes are also able to overcome locally occurring unevenness. Should the immune cell move with one half over slippery and with the other on rough ground, the cytoskeleton adjusts locally - similar to a differential gear. "Thus, the direction of movement is defined only by the attractant," explains the physician. "And this attractant is just as little keeping with tissue frontiers and unevenness like the leukocyte."

Original Publication:

J. Renkawitz, K. Schumann, M. Weber, T. Lämmermann, H. Pflicke, M. Piel, J. Polleux, J. P. Spatz, M. Sixt: Adaptive force transmission in amoeboid cell migration. Nature Cell Biology, November 15, 2009.

Contact:

Dr. Michael Sixt
Leukocyte Migration
Max Planck Institute of Biochemistry
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
sixt@biochem.mpg.de
Anja Konschak
Public Relations
Max Planck Institute of Biochemistry
An Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Phone ++49/89-8578-2824
E-mail: konschak@biochem.mpg.de

Anja Konschak | idw
Further information:
http://www.biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de/sixt/

More articles from Life Sciences:

nachricht New gene catalog of ocean microbiome reveals surprises
18.08.2017 | University of Hawaii at Manoa

nachricht Organ Crosstalk: Fatty Liver Can Cause Damage to Other Organs
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Diabetesforschung

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Beschichtung lässt Muscheln abrutschen

18.08.2017 | Materialwissenschaften

Fettleber produziert Eiweiße, die andere Organe schädigen können

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

18.08.2017 | Geowissenschaften