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 Forscher entschlüsseln einen Mechanismus bei schweren Hautinfektionen
24.01.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn
19.01.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie