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Lipide helfen, unser Immunsystem zu entwickeln

23.04.2012
Forschende der Universität Basel haben im Thymus Antigene gefunden, die für die Reifung Lipid-spezifischer T-Zellen verantwortlich sind. Die von der Gruppe um Prof. Gennaro De Libero identifizierten Lipidmoleküle beinhalten Etherbindungen, die von einem peroxisomalen Enzym erzeugt werden. Erstmals wird damit eine direkte Verbindung von Peroxisomen mit dem Immunsystem beschrieben. Die Publikation ist als elektronische Vorabversion auf der Website von «Nature Immunology» veröffentlicht.

Das Immunsystem schützt unseren Körper nicht nur vor natürlich vorkommenden Krankheitserregern wie Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten, sondern spielt auch bei der Abwehr von körpereigenen Tumoren eine bedeutende Rolle.

Im Fokus der Forschung zur immunologischen Tumorabwehr und Autoimmunität liegen gegenwärtig die Natürlichen Killer T-Zellen (NKT-Zellen). Diese gehören zu den T-Lymphozyten, und zusammen mit den B-Lymphozyten stellen sie die erworbene oder adaptive Immunantwort.

Gebildet werden sie alle im Knochenmark, wobei einzig die T-Zellen – daher ihr Name – im Thymus ausreifen. Während die B-Zellen Antikörper gegen freie Antigene bilden, erkennen T-Zellen diese erst, wenn sie von Antigen-präsentierenden Zellen quasi auf dem Tablett serviert werden. Konventionelle T-Zellen wiederum erkennen dabei Peptid-spezifische Antigene während NKT-Zellen anstelle von Peptiden nur Lipide erkennen.

Essentielle Etherbindungen
Forscher aus der Gruppe von Prof. Gennaro De Libero vom Departement Biomedizin der Universität Basel fanden nun heraus, dass NKT-Zellen im Thymus durch Lipidmoleküle aktiviert werden, die eine Etherbindung aufweisen. Dass die aus Thymuszellen isolierten Lipide zur Entwicklung von NKT-Zellen beitragen, konnten die Forscher zeigen, indem sie in Mäusen das Enzym GNPAT gezielt abschalteten. GNPAT kommt in den Peroxisomen – den Entgiftungswerken der Zellen – vor und ist für die Etherbindungen in Lipiden zuständig. Die NKT-Zellen entwickelten sich in der Folge abnormal.

Andrerseits vermochten synthetisch hergestellte Lipidanaloge die aus Mäusen isolierten NKT-Zellen zu stimulieren. Diese Beobachtungen unterstreichen die Wichtigkeit dieser Lipide in der Entwicklung und Aktivierung von NKT-Zellen. Dass diese Lipide mit Etherbindungen auch fähig sind, menschliche NKT-Zellen zu aktivieren, legt nahe, dass die Funktion dieser Lipide nicht auf Mäuse limitiert ist. Damit besteht Hoffnung, die gewonnen Erkenntnisse einmal in die Therapie Lipid-spezifischer Immunität in Krankheiten und in die Entwicklung neuartiger Impfstoffe einfliessen zu lassen.

Peroxisomen erscheinen in neuem Licht
Die in Basel erzielten Forschungsergebnisse ordnen auch Peroxisomen eine neue Funktion zu. Diese intrazellulären Organellen leisten einen wichtigen Anteil am Lipidstoffwechsel und waren bis anhin nie mit der Entwicklung von T-Zellen in Verbindung gebracht worden. Die Arbeit von Facciotti et al. zeigt nun erstmals eine direkte Verbindung zwischen Peroxisomen und der Biologie des Immunsystems auf. Die Dokumentation dieses Zusammenspiels stellt einen bedeutenden Fortschritt sowohl in der Immunologie als auch in der Zellbiologie dar.

Originalbeitrag
Facciotti F, Ramanjaneyulu GS, Lepore M, Sansano S, Cavallari M, Kistowska M, Forss-Petter S, Ni G, Colone A, Singhal A, Berger J, Xia C, Mori L, De Libero G.
Peroxisome-derived lipids are self antigens that stimulate invariant natural killer T cells in the thymus
Nat Immunol, 2012 Mar 18. | doi: 10.1038/ni.2245

Weitere Auskünfte
Prof. Gennaro De Libero, Departement Biomedizin, Universität Basel, E-Mail: Gennaro.Delibero@unibas.ch

Reto Caluori | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch
http://www.nature.com/ni/journal/v13/n5/abs/ni.2245.html

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