Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunzellen holen eine zweite Meinung ein

31.01.2014
Bakterielle Harnwegsinfektionen können sehr hartnäckig sein.

Ein Forscherteam unter Federführung von Wissenschaftlern des Universitätsklinikums Bonn hat nun entschlüsselt, wie Immunzellen bei der Infektabwehr über den Botenstoff Tumornekrosefaktor (TNF) miteinander kommunizieren. Die Ergebnisse veröffentlicht jetzt das renommierte Fachjournal „Cell“.

Harnwegsinfektionen gehören zu den häufigsten Infekten und werden durch Darmbakterien ausgelöst, die durch Schmierinfektion über die Harnröhre in den Urogenitaltrakt eindringen. Diese Infekte sind hartnäckig, weil die Bakterien oft nicht vollständig abgetötet werden. Heutzutage lässt sich die schmerzhafte Erkrankung zwar mit Antibiotika behandeln, der Infekt kann aber die Nieren chronisch schädigen und möglicherweise sogar die Entwicklung von Blasenkrebs fördern.

„Es ist deshalb von großem Interesse, die körpereigenen Abwehrmechanismen gegen Harnwegsinfekte besser zu verstehen“, sagt Prof. Dr. Christian Kurts vom Institut für Experimentelle Immunologie des Universitätsklinikums Bonn.

Eine Forschergruppe um Prof. Kurts und seinem Mitarbeiter Dr. Daniel Engel hat nun in Kooperation mit einem internationalen Wissenschaftlerteam aus Hamburg, Würzburg, Aachen, Leuven, Yale und Heidelberg einen neuen Immunregulationsmechanismus beschrieben, der die Abwehr bei Harnwegsinfektionen kontrolliert. „Besonders mächtige Waffen des Immunsystems sind die so genannten Neutrophilen Granulozyten“, sagt Dr. Engel. Sie können Krankheitserreger – insbesondere Bakterien – besonders effektiv bekämpfen.

Kollateralschäden im Gewebe möglichst klein halten

Die Neutrophilen Granulozyten zirkulieren im Blut und dringen sofort in infiziertes Gewebe ein, um dort angreifende Bakterien zu bekämpfen. Entweder fressen sie die Eindringlinge auf oder töten sie durch Freisetzung von Giftstoffen ab. „Diese mächtigen Abwehrmechanismen müssen gut kontrolliert werden, damit sie möglichst wenig Kollateralschäden im Gewebe verursachen“, berichtet Prof. Kurts. Die Neutrophilen Granulozyten werden durch andere Immunzellen – die so genannten Makrophagen – reguliert. Es ist seit langem bekannt, dass Makrophagen verschiedene Botenstoffe produzieren, die andere Immunzellen beeinflussen. Wie sie die Neutrophilen Granulozyten regulieren, war jedoch bislang unklar.

Das Forscherteam hat jetzt herausgefunden, dass diese Regulation durch zwei Typen von Makrophagen geschieht. „Ein wichtiges Ergebnis ist, dass beide Makrophagentypen unterschiedliche Funktionen ausüben“, sagt Prof. Kurts. Der eine Makrophagentyp komme in allen Geweben vor und übe eine Wächterfunktion aus. Sobald Krankheitserreger eindringen, werden sie von diesen Wächter-Makrophagen erkannt, die dann einen Alarm auslösen. Dies geschieht durch Freisetzung von besonderen Botenstoffen, den Chemokinen, die die Neutrophilen Granulozyten in infiziertes Gewebe locken – im vorliegenden Fall in die Harnblase.

Sicherheitsmechanismus für potente Abwehrzellen

Zusätzlich locken die Wächter-Makrophagen noch den anderen Typ an, den die Wissenschaftler als Helfer-Makrophagen bezeichnen. Diese Zellen nehmen nun ebenfalls wahr, dass eine Infektion vorliegt und teilen dies den Wächter-Makrophagen mit. Letztere beginnen daraufhin mit der Ausscheidung anderer Chemokine, die es den Neutrophilen ermöglichen, die Bakterien im infizierten Teil der Harnblase zu erreichen. „Die Wächter-Makrophagen holen eine zweite Meinung ein, ob die von ihnen wahrgenommene Infektion so gefährlich ist, dass man die Neutrophilen Granulozyten aktivieren sollte“, erläutert Dr. Engel. Dies sei ein Sicherheitsmechanismus, wodurch die potenten Abwehrzellen nur bei echter Gefahr in den infizierten Teil der Harnblase vordringen.

Die Kommunikation zwischen den beiden Makrophagentypen funktioniert über den Botenstoff Tumornekrosefaktor (TNF). „Dieses Molekül spielt eine zentrale Rolle bei verschiedenen immunvermittelten Erkrankungen“, sagt Prof. Kurts. Mit Medikamenten, die TNF blockieren, lassen sich zum Beispiel rheumatoide Arthritis oder chronisch entzündlichen Darmerkrankungen sehr effektiv behandeln. Als Nebenwirkung wurden jedoch häufig bakterielle Infekte beobachtet, darunter Harnwegsinfekte. Die nun vorliegenden Befunde erklären die Ursache: Wird dieser Botenstoff blockiert, können die Makrophagen nicht mehr miteinander kommunizieren, deshalb werden die Neutrophilen Granulozyten nicht mehr zum Infektionsherd geschickt.

Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Dieser Mechanismus wurde im Rahmen der Doktorarbeiten von Marzena Schiwon und Christina Weisheit vom Universitätsklinikum Bonn entschlüsselt. „Er ist für unser Verständnis der antibakteriellen Immunantwort fundamental“, sagt Prof. Kurts. Möglicherweise spiele der Signalweg auch eine wichtige Rolle bei Infektionen anderer Organe. Diese Entdeckung könne die Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien gegen bakterielle Infekte darstellen.

Publikation: Crosstalk between sentinel and helper macrophages permits neutrophil migration into infected uroepithelium, Fachjournal “Cell”, DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.006

Kontakt:

Dr. Daniel Engel
Institut für Experimentelle Immunologie
des Universitätsklinikums Bonn
Tel. 0228/28711050
E-Mail: daniel.engel@uni-bonn.de
Prof. Dr. Christian Kurts
Institut für Experimentelle Immunologie
des Universitätsklinikums Bonn
Tel. 0228/28711050
E-Mail: ckurts@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/030-2014 Grafik zur Harnwegsinfektion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik