Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Natürliche Killerzellen verfügen über ein Gedächtnis

08.06.2016

Forscher der Universität Bonn und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben einen neuen Mechanismus entschlüsselt, wie das Immunsystem spezifisch die Pigmentzellen der Haut angreifen kann. Natürlichen Killerzellen wurde bislang in Abrede gestellt, über ein immunologisches Gedächtnis für das körpereigene Gewebe zu verfügen. Die Forscher wiesen jetzt nach, dass sich diese Abwehrzellen bei häufigerem Kontakt mit einem Kontaktallergen an die Pigmentzellen „erinnern“. Die Ergebnisse liefern womöglich neue Einblicke in das Entstehen der Weißfleckenkrankheit Vitiligo und eröffnen neue Optionen für die Behandlung des Schwarzen Hautkrebses. „Immunity“ berichtet nun darüber.

Die Pigmentzellen der Haut sind als Schutzschild vor UV-Strahlung unentbehrlich. Die häufig erwünschte Sommerbräune kann sich aber nur durch das Pigmentzell-Enzym Tyrosinase bilden. Je mehr die Sonne vom Himmel brennt, desto mehr Pigmente werden durch dieses Enzym gebildet.


Dr. Jasper van den Boorn, Prof. Dr. Gunther Hartmann und Prof. Dr. Veit Hornung im Labor des Instituts für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des Universitätsklinikums Bonn.

© Foto: Rolf Müller/Ukom UKB

Der Wirkstoff Monobenzon kann dieses Enzym spezifisch blockieren und dadurch eine Stressreaktion auslösen. Daraufhin greift das Immunsystem die betroffenen Pigmentzellen an. Eine häufige Folge ist die „Weißfleckenkrankheit“ (Vitiligo), die zu pigmentfreien Flächen auf der Haut führt.

Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Vitiligo ein geringeres Risiko haben, am gefürchteten Schwarzen Hautkrebs zu erkranken. Ein möglicher Weg zur Behandlung dieser Krebsart könnte es sein, mit dem Tyrosinase-Blocker Monobenzon Vitiligo aktiv auszulösen.

„Man möchte also eine weniger schlimme Erkrankung als Waffe gegen den Schwarzen Hautkrebs einsetzen“, sagt Dr. Jasper van den Boorn vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie der Universität Bonn, der zuvor in seiner Doktorarbeit an der Universität von Amsterdam diesen Zusammenhang erforscht und die prinzipielle Machbarkeit dieser Option nachgewiesen hat.

Kontaktallergen muss erst „scharf“ gemacht werden

„Allerdings war bislang der anfängliche Mechanismus unklar, wie das Immunsystem die Monobenzon-exponierte Pigmentzellen als gefährlich erkennt und angreift“, berichtet Prof. Dr. Veit Hornung, der von der Universität Bonn kürzlich an die Ludwig-Maximilians-Universität München gewechselt ist. Bekannt ist, dass Monobenzon eine kontaktsensibilisierende Wirkung auf die pigmentierte Haut hat:

Prinzipiell ist dieser Stoff alleine inaktiv. Erst wenn Monobenzon an die Tyrosinase andockt, entsteht daraus ein sogenanntes Hapten in der Pigmentzelle. Dies ist nun eine „körperfremde“ Struktur, die das Immunsystem spezifisch aktivieren kann. Diesen Weg vollzogen die Forscher der Universität Bonn im Detail an Mäusen nach, indem sie mehrfach hintereinander Monobenzon in niedrigen Dosen auf die Haut der Nager aufbrachten.

Wie die Immunabwehr der Tiere auf dieses Hapten reagierte, verblüffte die Forscher. „Normalerweise mobilisiert das Immunsystem eine Mischung verschiedener weißer Blutzellen, um hapten-exponierte Gewebe anzugreifen“, berichtet Dr. van den Boorn. „Die mehrfache Monobenzon-Exposition brachte aber nur die Natürlichen Killer Zellen dazu, Pigmentzellen zu erkennen und zu attackieren.“

Natürliche Killerzellen gehören zum angeborenen Immunsystem und töten abnormale Zellen - wie Krebszellen oder virusinfizierte Zellen. Bisher wurde ihnen von der Wissenschaft in Abrede gestellt, über ein immunologisches Gedächtnis für körpereigene Gewebe zu verfügen, und diese spezifisch attackieren zu können. Dieses Phänomen wurde bislang nur den T- und B-Lymphozyten zugeschrieben.

„Unsere Ergebnisse zeigen jedoch eindeutig, dass die Natürlichen Killerzellen ebenfalls eine nachhaltige und effektive Immunreaktion gegen körpereigene Pigmentzellen und damit auch gegen schwarze Hautkrebszellen bewerkstelligen können“, sagt Prof. Dr. Gunther Hartmann, Direktor des Instituts für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie der Universität Bonn.

Diesen Beweis erbrachten die Forscher, indem sie den Versuch an Mäusen wiederholten, die keine T- und B-Lymphozyten bilden konnten. Trotzdem kam es bei den Tieren zu den weißen Flecken im Fell sowie zur Vernichtung von schwarzen Hautkrebszellen, weil die Natürlichen Killerzellen die Pigmentzellen angriffen.

Das NLRP3-Inflammasom dient als „Checkpoint“

Für diese Immunantwort musste erst noch ein Kontrollpunkt grünes Licht geben: das NLRP3-Inflammasom. „Es handelt sich dabei um einen Proteinkomplex, der mehrere Signalinformationen in Makrophagen, das sind spezielle Fresszellen im Gewebe, zusammenführt. Diese Zellen entscheiden dann, ob Immunzellen sowie die Natürlichen Killerzellen den Marschbefehl erhalten“, erläutert Prof. Dr. Veit Hornung. Setzten die Forscher diesen „Checkpoint“ außer Gefecht, dann löste das Monobenzon-Tyrosinase-Hapten nicht die gewünschte Immunreaktion aus.

Die Resultate eröffnen möglicherweise neue Therapieoptionen für die Behandlung des Schwarzen Hautkrebses, zeigen eine neue Art der Immunerkennung und könnten sogar neue Einblicke in das Entstehen der „Weißfleckenkrankheit“ Vitiligo liefern.

Publikation: Jasper G. van den Boorn, Christopher Jakobs, Christian Hagen, Marcel Renn, Rosalie M. Luiten, Cornelis J.M. Melief, Thomas Tüting, Natalio Garbi, Gunther Hartmann & Veit Hornung: Inflammasome-dependent induction of adaptive NK cell memory, Immunity, DOI: 10.1016/j.immuni.2016.05.008

Kontakt für die Medien:

Dr. Jasper van den Boorn
Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie
Universitätsklinikum Bonn
Tel. 0228/28751143
E-Mail: jvdboorn@uni-bonn.de

Prof. Dr. Veit Hornung
Genzentrum und Department für Biochemie
Ludwig-Maximilians-Universität München
Tel. 089/2180711110
E-Mail: hornung@genzentrum.lmu.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kostformen im Vergleich: Für Menschen mit Diabetes ist die Mittelmeer-Diät besonders gut geeignet
19.01.2018 | Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

nachricht Vielversprechender Malaria-Wirkstoff erprobt
19.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

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: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

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

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

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