Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA-Crash durch Sonnenlicht

30.08.2013
Sommer, Sonne und Meer – wovon die meisten träumen, wird für an Schmetterlingsflechte Erkrankte nach dem Urlaub häufig zur Plage.

Durch den UV-Anteil im Sonnenlicht kommt es bei den Betroffenen zu starken Entzündungen und Rötungen der Haut. Wissenschaftler des Bonner Universitätsklinikums konnten nun zeigen, welche Signalwege des Immunsystems durch eine sonnenbedingte Schädigung der Erbsubstanz zu den Krankheitssymptomen führen. Die Ergebnisse sind nun vorab online im Fachjournal „Immunity“ veröffentlicht.


Sonnenlicht kann das Erbgut schädigen: Dr. Winfried Barchet (Mitte) vom Institut für Klinische Chemie und Pharmakologie des Bonner Universitätsklinikums stellt mit seinen Mitarbeitern und mehreren schwarzen Schläuchen den in sich gewundenen Doppelstrang der DNA nach. Ganz links befindet sich Nadine Gehrke, ganz rechts Christina Mertens und als vierter von rechts Thomas Zillinger - die drei Erstautoren der Publikation.
(c) Foto: Anna-Maria Herzner/UKB

Bei der Schmetterlingsflechte mit dem wissenschaftlichen Namen Lupus erythematodes handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem irrtümlich körpereigenes Gewebe als zu bekämpfenden Fremdkörper angreift. Anders als bei Gesunden, die sich nach einem Sonnenbad höchstens einen vorübergehenden Sonnenbrand holen, entstehen bei den Betroffenen deutliche Rötungen und Entzündungen auf den bestrahlten Hautpartien.

Immunologen des Universitätsklinikums Bonn konnten unter Beteiligung der Dermatologie-Professoren Dr. Thomas Tüting und Dr. Jörg Wenzel nun entschlüsseln, welche Mechanismen die Schmetterlingsflechte auslösen. „Wir haben gezeigt, wie der UV-Anteil in der Sonnenstrahlung zur Schädigung des Erbguts in den Zellen und dadurch zu einer Alarmierung des Immunsystems führt“, berichtet Dr. Winfried Barchet, Leiter der Emmy Noether-Gruppe „Immunerkennung viraler Nukleinsäuren“ am Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des Universitätsklinikums Bonn.

Schädigungen des Erbguts im Zellkern führen zum Fehlalarm

Die energiereiche UV-Strahlung schädigt die DNA im Kern der lebenden Zellen. Daraufhin gehen die Zellen zugrunde und setzen die defekte DNA frei. Dies setzt bei Lupus-Patienten eine fatale Signalkette in Gang: „Das angeborene Immunsystem erkennt normalerweise infektiöse Viren an ihren Nukleinsäuren. Hier wird es aber irrtümlich durch den Crash in der menschlichen DNA in einen Alarmzustand versetzt“, berichtet Dr. Barchet. Die Mehrzahl der Rezeptoren, die virale Nukleinsäuren erkennen können und in der Folge über Entzündungsprozesse eine Abwehrreaktion in Gang setzen, sind inzwischen bekannt.

„Nach unseren Ergebnissen kommt bei der Vermittlung der für Lupus typischen Symptome dem erst vor wenigen Monaten neu entdeckten Immunrezeptor cGAMP-Synthase (cGAS) eine entscheidende Rolle zu“, sagt Dr. Barchet. Aus Körperzellen freigesetzte DNA wird von Immunzellen aufgenommen und dort normalerweise durch das Enzym TREX1 abgebaut. Ist die Erbsubstanz jedoch durch UV-Strahlung geschädigt, wird nach den Erkenntnissen der Bonner Forscher TREX1 unwirksam. Die geschädigte DNA bleibt zurück und aktiviert nun den Signalweg über den cGAS-Rezeptor - das Immunsystem wird fehlalarmiert.

Dies wiesen die Forscher unter anderem in Experimenten mit Mäusen nach, die aufgrund eines Gendefektes zur Ausbildung einer dem Lupus erythematodes ähnlichen Erkrankung neigen. Injizierten die Immunologen den Nagern durch UV-Licht geschädigte DNA unter die Haut, löste dies bei den Tieren die typischen Symptome der Schmetterlingsflechte aus: Die Hautpartien schwollen an, entzündeten sich, Immunzellen wanderten ein und griffen das Gewebe an. Spritzten die Wissenschaftler dagegen intakte DNA in die Mäusehaut, erfolgte keine Reaktion.

Potenzieller Ansatzpunkt für neue Therapien

„Mit dieser Signalkette lässt sich erklären, warum UV-Licht beim Lupus erythematodes Hautschäden auslösen kann“, sagt der Forscher des Bonner Universitätsklinikums. Die Ergebnisse lenkten bei der Erforschung dieser Autoimmunerkrankung die Aufmerksamkeit erstmals auf den cGAS-Rezeptor. Dr. Barchet sieht damit auch potenzielle Ansatzpunkte für neue Therapien der Schmetterlingsflechte: „Wenn es gelingen würde, einen geeigneten Hemmstoff für diese Signalkette zu entwickeln, könnten die vom Sonnenlicht abhängigen Symptome der Erkrankung vielleicht unterdrückt werden.“ Es besteht auch weiterer Untersuchungsbedarf in der Grundlagenforschung. „Es bleibt noch ein Rätsel, warum das Immunsystem diesen potentiell so gefährlichen Mechanismus unterhält. Er muss beim Gesunden eine wichtige Funktion für die Abwehr von Krankheitserregern haben, die wir sehr gerne verstehen würden“, sagt der Wissenschaftler des Bonner Universitätsklinikums.

Dr. Barchet ist Mitglied des Exzellenzclusters ImmunoSensation (Sprecher: Prof. Dr. Gunther Hartmann) an der Universität Bonn, das von der Exzellenzinitiative in einer ersten Laufzeit von fünf Jahren mit insgesamt ca. 30 Millionen Euro gefördert wird.

Publikation: „Oxidative Damage of DNA Confers Resistance to Cytosolic Nuclease TREX1 Degradation and Potentiates STING-Dependent Immune Sensing”, Fachjournal „Immunity“

Kontakt:

Dr. rer. nat. Winfried Barchet
Leiter der Emmy-Noether-Gruppe „Immunerkennung viraler Nukleinsäuren im Zytosol“
Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie
Tel. 0228/28751146
E-Mail: Winfried.Barchet@ukb.uni-bonn.de
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2013.08.004
Publikation im Internet

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Berner Forschende entdecken Schlaf-Wach-Schaltzentrale im Hirn
11.06.2018 | Universität Bern

nachricht Malaria: Kooperierende Antikörper verbessern Immunreaktion
08.06.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics