Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunschutz durch Selbstzerstörung

25.08.2003


Mechanismus der T-Zellaktivierung bei Tuberkulose aufgeklärt / Entscheidender Fortschritt für die Entwicklung zukünftiger Impfstrategien


Abb. : Die Aufnahme durch das konfokale Mikroskop zeigt nicht infizierte dendritische Zellen, die Vesikel von Tuberkulose-infizierten Zellen (rot) in ihre zelleigenen Verdauungsbläschen (grün) aufgenommen haben. An den Stellen, wo die Vesikelinhalte zusammenkommen, entsteht eine Gelbfärbung.

Foto: Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie



Bislang konnten sich die Wissenschaftler nicht erklären, warum die Impfung gegen Tuberkulose so wenig erfolgreich ist. Die in der Ausgabe August 2003 (Vol. 9, No. 8, Seite 1039) von Nature Medicine publizierten Ergebnisse der Arbeitsgruppe um Ulrich E. Schaible aus der Abteilung von Prof. Stefan H. E. Kaufmann vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin liefern nun entscheidende Einblicke in den Mechanismus der Aktivierung von T-Zellen im Zuge einer Infektion mit Mykobakterien, dem Erreger der Tuberkulose.



Ein Drittel der Weltbevölkerung ist nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) mit dem Erreger der Tuberkulose infiziert. Zum Glück erkranken davon nur zehn Prozent wirklich schwer, vor allem Menschen mit einem aufgrund von Hunger und Krankheit geschwächten Immunsystem. Mangelnde gesundheitliche Versorgung sowie unzureichende Ernährung haben allerdings in vielen osteuropäischen Staaten in den vergangenen Jahren dazu geführt, dass sich die Tuberkulose dort stark ausbreitet und sich multiresistente Stämme entwickeln konnten; diese stellen auch für das übrige Europa ein zunehmendes Gesundheitsrisiko dar. Eines der wichtigen Ziele der infektionsbiologischen Forschung ist daher die Entwicklung eines neuen Impfstoffes im Kampf gegen die Tuberkulose.

Dringen Bakterien in den Körper ein, so werden sie in der Regel von Makrophagen, den Fresszellen des Immunsystems, aufgenommen und zerkleinert. Die resultierenden Eiweißbruchstücke werden aufbereitet und im Verbund mit den so genannten MHC-Molekülen an der Oberfläche des Makrophagen präsentiert; sie werden so zum erkennbaren Antigen. Die Kopplung der Eiweißbruchstücke an das entsprechende MHC-Molekül (in diesem Fall die MHC-Moleküle Klasse I) erfolgt im Zytoplasma des Makrophagen. Anschließend werden die Eiweißbruchstücke zur Zelloberfläche transportiert, wo sie wie ein Fähnchen an den MHC-Molekülen flatternd den körpereigenen Abwehrzellen die Infektion signalisieren. Für den weiteren Verlauf der Immunabwehr sind dann die T-Lymphozyten (oder einfach T-Zellen) von entscheidender Bedeutung. Dabei unterscheiden die Forscher zwei verschiedene T-Zellpopulationen: jene, die so genannte CD4-Moleküle tragen und jene, an die CD8-Moleküle angeheftet sind. Diese Moleküle spielen im Erkennungsprozess eine wichtige Rolle, stabilisieren sie doch die Bindung zwischen MHC-Molekül und T-Zelle. CD8 T-Zellen können die mit dem Erreger der Tuberkulose, den Mykobakterien, infizierte Zellen abtöten.

Nun gelangen Mykobakterien jedoch gar nicht erst in das Zytoplasma der Fresszelle, wie die Forscher entdeckt haben. Eingeschlossen in ein flüssigkeitsgefülltes Bläschen, die Verdauungsvakuole des Makrophagen, hemmen sie dessen Reifung und schaffen sich auf diese Weise in ihrer Wirtszelle eine Nische zum Überleben und zur Vermehrung. Doch glücklicherweise besitzt unser Immunsystem einen zusätzlichen Schutzmechanismus, der den Zugriff auf die Erregerzellen sicherstellt, wie Schaible und seine Mitarbeiter am Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Zusammenarbeit mit US-amerikanischen Kollegen jetzt zeigen konnten. "Der Makrophage startet ein Selbstzerstörungsprogramm - wir nennen das den programmierten Zelltod - und zerfällt dabei in kleine Stücke, so genannte Vesikel, die vollgepackt sind mit mykobakteriellen Antigenen", erläutert der Infektionsbiologe. Diese Vesikel werden von nicht infizierten Nachbarzellen, in erster Linie den dendritischen Zellen, aufgenommen. Sie sind in der Lage, die Antigen-"Fähnchen" an ihre MHC-Moleküle anzuheften, und lösen so auf eine sehr wirksame Weise die Immunantwort aus. Wird der programmierte Zelltod des Makrophagen im Experiment unterdrückt, werden auch keine T-Zellen aktiviert.

Mit ihren Untersuchungen konnten die Max-Planck-Wissenschaftler erstmals zeigen, dass eine solche Kreuzpräsentation, so der wissenschaftliche Fachbegriff, bei bakteriellen Infektionen des Menschen eine Rolle spielt ein Befund, der auch für eine zukünftige Impfstoffentwicklung von entscheidender Bedeutung sein könnte. Der bisher gebräuchliche BCG-Impfstoff löst tatsächlich keinen programmierten Zelltod aus und kann somit auch die CD8 T-Zellen nicht aktivieren; vielleicht ist er, so die Vermutung der Wissenschaftler, deshalb nicht richtig wirksam.

Originalveröffentlichung:

Schaible, U. E., Winau, F., Sieling, P.A., Fischer, K., Collins, H. L., Hagens, K., Modlin, R.L., Brinkmann, V., Kaufmann, S. H. E.
Apoptosis facilitates antigen presentation to T-Lymphocytes through MHC-I and CD1 in tuberculosis
Nature Medicine, Vol. 9, No. 8: 1039-1046, August 2003

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Ulrich Schaible
Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, Berlin
Tel.: 030 28460 - 575
Fax.: 030 28460 - 501
E-Mail: schaible@mpiib-berlin.mpg.de

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.maxplanck.de/instituteProjekteEinrichtungen/institutsauswahl/infektionsbiologie/index.html

Weitere Berichte zu: MHC-Molekül Makrophage T-Zelle Tuberkulose

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Ein Knebel für die Anstandsdame führt zu Chaos in Krebszellen
22.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Spezialisten-Zellen helfen Gedächtnis auf die Sprünge
17.03.2017 | 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: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Im Focus: Physiker erzeugen gezielt Elektronenwirbel

Einem Team um den Oldenburger Experimentalphysiker Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt ist es mithilfe ultrakurzer Laserpulse gelungen, gezielt Elektronenwirbel zu erzeugen und diese dreidimensional abzubilden. Damit haben sie einen komplexen physikalischen Vorgang steuern können: die sogenannte Photoionisation oder Ladungstrennung. Diese gilt als entscheidender Schritt bei der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom, beispielsweise in Solarzellen. Die Ergebnisse ihrer experimentellen Arbeit haben die Grundlagenforscher kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Das Umwandeln von Licht in elektrischen Strom ist ein ultraschneller Vorgang, dessen Details erstmals Albert Einstein in seinen Studien zum photoelektrischen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

Unter der Haut

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit voller Kraft auf Erregerjagd

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie