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 Neue Therapieansätze bei RET-Fusion - Zwei neue Inhibitoren gegen Treibermutation
26.06.2017 | Uniklinik Köln

nachricht Bei Notfällen wie Herzinfarkt und Schlaganfall immer den Notruf 112 wählen: Jede Minute zählt!
22.06.2017 | Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

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: Der schärfste Laserstrahl der Welt

Physikalisch-Technische Bundesanstalt entwickelt einen Laser mit nur 10 mHz Linienbreite

So nah an den idealen Laser kam bisher noch keiner: In der Theorie hat ein Laser zwar genau eine einzige Farbe (Frequenz bzw. Wellenlänge). In Wirklichkeit...

Im Focus: Wellen schlagen

Computerwissenschaftler verwenden die Theorie von Wellenpaketen, um realistische und detaillierte Simulationen von Wasserwellen in Echtzeit zu erstellen. Ihre Ergebnisse werden auf der diesjährigen SIGGRAPH Konferenz vorgestellt.

Denkt man an einen See, einen Fluss oder an das Meer, so sieht man vor sich, wie sich das Wasser kräuselt, wie Wellen gegen die Felsen schlagen, wie Bugwellen...

Im Focus: Making Waves

Computer scientists use wave packet theory to develop realistic, detailed water wave simulations in real time. Their results will be presented at this year’s SIGGRAPH conference.

Think about the last time you were at a lake, river, or the ocean. Remember the ripples of the water, the waves crashing against the rocks, the wake following...

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der schärfste Laserstrahl der Welt

29.06.2017 | Physik Astronomie

Maßgeschneiderte Nanopartikel gegen Krebs gesucht

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wolken über der Wetterküche: Die Azoren im Fokus eines internationalen Forschungsteams

29.06.2017 | Geowissenschaften