Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die optimale Antwort für jeden Krankheitserreger

07.06.2010
Im Falle einer Infektion schüttet das Immunsystem verschiedene Botenstoffe aus. Diese Moleküle aktivieren Immunzellen, um eindringende Krankheitserreger zu bekämpfen, oder hemmen sie, um eine überschießende Entzündungsreaktion zu vermeiden. Dabei muss das Immunsystem sehr schnell entscheiden, welche Mischung von aktivierenden und hemmenden Botenstoffen zu einer erfolgreichen Verteidigung führt.

Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben jetzt gezeigt, dass bisher unterschätzte Immunzellen, sogenannte Mastzellen, bereits in den ersten Stunden nach einer Infektion festlegen, wie die Abwehr aussieht.


Mastzelle mit Salmonellen-Bakterien
Foto: Manfred Rohde, HZI

Die Zellen bilden den zentralen Botenstoff Beta-Interferon nur bei viralen, nicht aber bei bakteriellen Infektionen. Der Grund hierfür: Während das Molekül einerseits hilft, Viren zu bekämpfen, hemmt es andererseits wichtige Abwehrzellen, die Bakterien abtöten und würde daher der Verteidigung schaden. Ihre Ergebnisse haben die Forscher jetzt in dem Wissenschaftsmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ veröffentlicht.

Mastzellen spielen eine zentrale Rolle bei allergischen Reaktionen – eine Funktion, auf die sich die Forschung bisher konzentrierte. Sie sitzen direkt unter der Haut und den Schleimhäuten und reagieren sofort, wenn ein Allergen in den Körper eindringt. Die Folge sind gerötete Schleimhäute, Schwellungen, tränende Augen und eine laufende Nase. Mastzellen scheinen aber auch eine entscheidende und bisher nur wenig verstandene Funktion bei der Abwehr von Krankheitserregern zu haben. „Sie warten genau da, wo Keime eindringen“, sagt Nelson O. Gekara, Forscher in der Arbeitsgruppe „Molekulare Immunologie“ am HZI, „und gehören damit zur allerersten Abwehr- und Verteidigungslinie des Immunsystems.“

Um zu untersuchen, wie Mastzellen bei Kontakt mit Bakterien oder Viren reagieren, brachten die HZI-Forscher Zellen und Krankheitserreger in einer Kulturschale zusammen. Anschließend ermittelten die Wissenschaftler, welche Botenstoffe die Mastzellen produzierten. Während die Zellen Beta-Interferon bilden, sobald eine Infektion mit einem Virus vorliegt, konnten die Forscher den Botenstoff bei einer Bakterieninfektion nicht nachweisen. „Dass die Mastzellen hier gewissermaßen unterscheiden können war bisher unbekannt“, sagt Nicole Dietrich, die die Mastzellen untersucht hat. „Bei einer Virusinfektion hilft es, weil es in den umliegenden Zellen Mechanismen aktiviert, die die Virusabwehr unterstützen.“

Den Grund dafür, dass die Zellen bei einer Infektion mit Bakterien den Botenstoff nicht produzieren, fanden die Forscher in der den Mastzellen nächsten Verteidigungslinie: Beta-Interferon hemmt im Körper genau jene Zellen, die eingedrungene Bakterien schnell abtöten. „Die Mastzellen bilden kein Beta-Interferon, weil dies andere Zellen bei der Bekämpfung von Bakterien behindern würde“, sagt Nicole Dietrich. Die Mastzellen bestimmen somit schon sehr früh, in welche Richtung die Immunabwehr führt.

Bei ihrer Entscheidung helfen den Mastzellen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche: Sogenannte Toll-ähnliche Rezeptoren (TLR, toll-like receptors) aktivieren Immunzellen, wenn ein Krankheitserreger in den Körper eingedrungen ist. Werden die Rezeptoren aktiviert, bilden Mastzellen eine Reihe von Botenstoffen, die andere Zellen anlocken, fernhalten, aktivieren oder hemmen und somit eine optimale Immunantwort regulieren.

„Um eine Beta-Interferon-Antwort zu starten, müssen Immunzellen diese Rezeptoren ins Zellinnere transportieren. Mastzellen machen aber genau dies bei einer Bakterieninfektion nicht und produzieren deshalb kein Beta-Interferon“, sagt Nelson O. Gekara. Dies sei ein weiterer Schritt, das komplexe Netzwerk von Botenstoffen, Immunzellen und Krankheitsabwehr zu verstehen. „Es scheint, als entscheidet jede Linie der Immunabwehr dabei sehr gezielt, welcher Schritt der nächste und der richtige ist.“

Originalartikel: Dietrich Nicole; Rohde Manfred; Geffers Robert; Kröger Andrea; Hauser Hansjörg; Weiss Siegfried; Gekara Nelson O. Mast cells elicit proinflammatory but not type I interferon responses upon activation of TLRs by bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2010;107(19):8748-53.

Dr. Bastian Dornbach | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

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,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie