Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auch der Zelltod kann die Alarmkette nicht stoppen

23.06.2014

Selbst in abgestorbenen Zellen sind Bestandteile des Immunsystems aktiv und heizen dadurch Entzündungsreaktionen weiter an.

Wie diese erstaunliche Kommunikation funktioniert, hat ein internationales Forscherteam unter Federführung von Wissenschaftlern des Universitätsklinikums Bonn herausgefunden.


Aufnahme von Makrophagen, die Inflammasome enthalten: Zuvor uniform verteilte ASC-Moleküle (grün) bilden fibrilläre Strukturen. Die Zellkerne sind blau und die Plasmamenbranen rot eingefärbt.

(c) Foto: Eicke Latz/Uni Bonn

Die Erkenntnisse bieten potenziell neue Ansatzpunkte für Therapien vieler Volkskrankheiten wie Gicht, Arteriosklerose und Alzheimer-Demenz. Die Ergebnisse werden nun vorab online im renommierten Fachjournal „Nature Immunology“ vorgestellt.

Wenn es in lebenden Immunzellen zum Beispiel durch die Erkennung von Mikroben oder auch Ablagerung von Harnsäurekristallen in Gelenken, Cholesterin in Blutgefäßen oder Alzheimer-Plaques im Gehirn zu Zellstress kommt, schlägt das sogenannte Inflammasom Alarm. Es handelt sich dabei um einen Proteinkomplex, der entsteht, wenn bestimmte Sensoren solche Ablagerungen wahrnehmen.

Der Proteinkomplex im Inneren der Zelle aktiviert ein Enzym, das wichtige Botenstoffe stimuliert, die dann wiederum eine Entzündungsreaktion auslösen. Bei dieser Zellaktivierung sterben die betroffenen Immunzellen ab, und so sollte die Entzündungsreaktion schließlich zum Erliegen kommen. „Dieser Mechanismus schützt primär den Körper vor Infektionen und schädlichen Einflüssen“, sagt Prof. Dr. Eicke Latz vom Institut für Angeborene Immunität des Universitätsklinikums Bonn.

Erstaunlicherweise funktioniert der Alarmruf des Inflammasoms auch noch, wenn die befallenen Zellen abgestorben sind. Zum einen konnten die Wissenschaftler zeigen, dass aktivierte Inflammasome auch außerhalb der lebenden Zelle enzymatische Funktionen haben und somit weiter Botenstoffe aktivieren können. In einer Art Kettenreaktion werden die Inflammasome auch von benachbarten Zellen aufgenommen und können dort wiederum Inflammasome aktivieren.

Das hat ein internationales Forscherteam unter Federführung des Instituts für Angeborene Immunität des Universitätsklinikums Bonn zusammen mit Wissenschaftlern der Medizinischen Hochschule Hannover, der University of Massachusetts Medical School (USA), des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) Bonn, der Universität Trondheim, der Universität Newcastle (Australien) und des Universitätshospitals Zürich (Schweiz) herausgefunden.

Proteinkomplexe versetzen in Abwehrbereitschaft

Wenn das Inflammasom angeschaltet ist, bildet es binnen weniger Sekunden funktionelle Proteinkomplexe, die so groß wie ein Bakterium werden können. „Bei einem Alarm formt sich dieser Proteinkomplex und bewirkt die maximale Aktivierung der Botenstoffe im Zellinneren und - wie wir nun wissen - auch außerhalb der Zelle. Auf diese Weise kann es zu einer sehr schnellen Entzündungsreaktion kommen, die hilft, die unerwünschten Fremdkörper oder mikrobiellen Eindringlinge möglichst schnell los zu werden“, berichtet Erstautor Dr. Bernardo S. Franklin, Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung in Prof. Latz’s Team.

Mit Hilfe von Fluoreszenztechniken markierten die Forscher in Immunzellen das Inflammasom. Immer wenn es aktiv war, leuchtete es wie kleine Sterne im Inneren der Zelle auf. Mit dieser Methode konnten die Wissenschaftler verfolgen, wie kurz nach dem Absterben der Zellen das Inflammasom als intakter Proteinkomplex weiter angeschaltet blieb und immer mehr Nachbarzellen zu einer Entzündungsreaktion stimulierte. Auch in Raucherlungen von Menschen fanden die Forscher Immunzellen, bei denen das Inflammasom durch toxische Stoffe im Zigarettenrauch Nachbarzellen im Daueralarm hielt.

Ansatzpunkte für neue Therapien gegen Volkskrankheiten

„Normalerweise ist die heftige Immunreaktion sehr hilfreich, um gefährliche Schäden am Gewebe durch das Einleiten einer Entzündungsreaktion abzuwenden“, sagt Prof. Latz. Wenn aber solche Entzündungsreaktionen überschießen oder auch über einen längeren Zeitraum anhalten, könne dies zu typischen Zivilisationskrankheiten wie Gicht, Alzheimer-Demenz, Diabetes oder Arterienverkalkung beitragen. Hier sehen die Forscher interessante Ansatzpunkte für neue Therapien: „Wenn es uns gelingt, geeignete Antikörper herzustellen, könnten wir die Alarmkette des Inflammasoms außerhalb von Zellen und damit eine gefährliche Chronifizierung der Entzündungsreaktion wahrscheinlich in Schach halten“, sagt Prof. Latz.

Publikation: The adaptor ASC has extracellular and prionoid activities that propagate inflammation, Fachjournal „Nature Immunology“, DOI: 10.1038/ni.2913

Kontakt:

Prof. Dr. Eicke Latz
Institut für Angeborene Immunität
des Universitätsklinikums Bonn
Tel. 0228/28751223
E-Mail: eicke.latz@uni-bonn.de

http://www.uni-bonn.de/

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus
23.02.2017 | Versorgungsatlas

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie