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 Wachablösung im Immunsystem: wie Dendritische Zellen ihre Bewaffnung an Mastzellen übergeben
16.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt
16.11.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Autonomes Fahren – und dann?

22.11.2017 | Verkehr Logistik

Material mit vielversprechenden Eigenschaften

22.11.2017 | Materialwissenschaften

Forscherteam am IST Austria definiert Funktion eines rätselhaften Synapsen-Proteins

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie