Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Immunsystem erkennt Viren an ihrer DNA - Selbstlose Nachbarschaftshilfe

30.09.2013
Das Immunsystem erkennt Viren an ihrer DNA – ganz ähnlich, wie die Spurensicherung der Kripo Verbrecher identifiziert.

Die Enttarnung der Viren ist eine wichtige Voraussetzung, damit das Immunsystem die gefährlichen Eindringlinge bekämpfen kann. Wissenschaftler des Universitätsklinikums Bonn haben nun entdeckt, wie die Alarmierung bei einem Angriff läuft:

Die von Viren attackierte Zelle warnt ihre Nachbarn und nimmt dabei sogar in Kauf, selbst zugrunde zu gehen. Durch diese Strategie kann die Abwehr auf breiter Front organisiert werden. Die Ergebnisse werden nun im renommierten Fachjournal „Nature“ vorgestellt.

Wenn sich das Immunsystem zur Abwehr von Eindringlingen rüstet, muss es die Krankheitserreger sicher erkennen. Dabei geht es ganz ähnlich vor, wie die Spurensicherung bei Kriminalfällen: Anhand von genetischen Fingerabdrücken erkennt das angeborene Immunsystem, ob eine virale Infektion vorliegt. „Bei der Replikation der Viren in der Zelle wird virale DNA freigesetzt. Sie reicht aus, um das Immunsystem zu aktivieren“, sagt Prof. Dr. Veit Hornung vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des Universitätsklinikums Bonn. Die Viren werden als „fremd“ erkannt und in Folge dessen leitet das Immunsystem eine Abwehrreaktion ein.

Eine wichtige Rolle in der Viruserkennung spielt der Rezeptor „cGAS“, der nach Kontakt mit der Virus-DNA den Botenstoff cGAMP herstellt. Allerdings wird dadurch nicht sofort die Immunabwehr der Zelle eingeschaltet, um die Krankheitserreger zu bekämpfen. Es wird vielmehr zunächst ein weiterer Rezeptor (STING) aktiviert, der wiederum die Abwehr in der Zelle aktiviert. „Warum leistet sich das Immunsystem einen so komplizierten Umweg?“, fragten sich die Forscher zusammen mit ihren Kollegen vom Institut für Angeborene Immunität des Universitätsklinikums Bonn. „Wir vermuteten, dass diese ungewöhnliche Signalkette einem weiteren Zweck dient, der über den Schutz der Virus-befallenen Zelle hinausgeht“, erläutert Erstautorin Dr. Andrea Ablasser, Mitarbeiterin in Prof. Hornungs Team.

Forscher erkennen den Alarmruf mithilfe eines Fluoreszenzproteins

Dass dies tatsächlich so ist, beobachteten die Forscher an einer Zelllinie, die sich von Nierenzellen des Menschen ableitet. „Wir haben daraus Zellen hergestellt, an denen sich unter dem Mikroskop erkennen lässt, ob der STING-Rezeptor aktiviert wurde“, sagt Jonathan L. Schmid-Burgk aus der Forschergruppe. Hierfür koppelten die Wissenschaftler ein Fluoreszenzprotein an den Rezeptor, wodurch es ein klares Signal gab, sobald STING aktiviert wurde. Im Experiment unter dem Mikroskop war zu beobachten, dass immer dann, wenn ein STING-Rezeptor aktiviert wurde, auch die Rezeptoren in den Nachbarzellen ansprangen. „Das war ein starker Hinweis dafür, dass eine Kommunikation über verschiedene Zellen hinweg stattfand“, berichtet Inga Hemmerling aus Prof. Hornungs Team. Der Botenstoff cGAMP musste also auch von Zelle zu Zelle transportiert worden sein.

Die Zellen können sich über ein „Rohrpostsystem“ warnen

In der Wissenschaft ist schon lange bekannt, dass es zwischen den Zellen ein Kommunikationssystem gibt. Wie über eine Art Rohrpost sind die lebenden Zellen miteinander verbunden und können darüber Botschaften austauschen. „Wir konnten zeigen, dass der Botenstoff cGAMP über diesen Kommunikationsweg ausgetauscht wird und dadurch Rezeptoren in Nachbarzellen aktiviert werden“, sagt Prof. Hornung. Es handelt sich dabei um selbstlose Nachbarschaftshilfe: Sobald eine Zelle mit einem Virus befallen ist, nimmt sie in Kauf, dem Tod geweiht zu sein. Bevor sie stirbt, kann sie über die Informationsschleife mit Hilfe von cGAMP ihre Nachbarzellen warnen. Diese versuchen dann, noch rechtzeitig das Immunsystem zu aktivieren, um die Eindringlinge zu bekämpfen. Es gehen zwar einzelne Zellen verloren, dafür kann aber die Mehrheit gerettet werden.

„Bei diesen Erkenntnissen handelt es sich um ein völlig neues Prinzip in der Immunologie: Statt der Immunabwehr auf der Ebene des Individuums können wir die Kommunikation auf Zellebene verfolgen“, erläutert der Immunologe des Universitätsklinikums Bonn. Diese Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung könnten auch Konsequenzen für neue Therapien haben: Jeder Schritt, durch den die Arbeitsweise des Immunsystems besser verstanden wird, kann auch der Entwicklung von zum Beispiel besseren Impfungen und Behandlungen von Autoimmunerkrankungen dienen.

Publikation: Cell intrinsic immunity spreads to bystander cells via the intercellular transfer of cGAMP, Fachjournal „Nature“, DOI: 10.1038/nature12640

Kontakt:

Prof. Dr. Veit Hornung
Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie
des Universitätsklinikums Bonn
Tel. 0228/28751200
E-Mail: veit.hornung@uni-bonn.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

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

nachricht Sicher und gesund arbeiten mit Datenbrillen
13.01.2017 | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise