Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnellaufbau der Immunabwehr geklärt

28.01.2011
Einen wichtigen Fortschritt im Verständnis des Immunsystems hat ein internationales Forscherteam um Professor Dr. Matthias Gunzer vom Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg erzielt.

Die Wissenschaftler konnten erstmals zeigen, wie Zellen der körpereigenen Abwehr massenweise aus dem Knochenmark ausgeschwemmt werden und damit die Immunabwehr stärken. Videosequenzen zeigen die Mobilisierung der sogenannten neutrophilen Granulozyten. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse jetzt im renommierten Forschungsjournal „Blood“ (doi:10.1182/blood-2010-09-308387).


Der Wachstumsfaktor G-CSF bewirkt die Mobilisierung von Zellen des Immunsystems. Das belegen die mikroskopischen Videosequenzen von Immunologen des Magdeburger Universitätsklinikums. Zu sehen sind in der oberen Reihe grün gefärbte neutrophile Granulozyten im Knochen. Die Blutgefäße sind rot und die harte Knochensubstanz braun. In der unteren Reihe sind die gleichen Zellen so dargestellt, dass man erkennen kann, ob sie sich bewegen oder nicht. Weiße Zellen sind unbewegt, bunte Zellen haben sich bewegt. Man erkennt, dass sich nach der Zugabe von G-CSF die Granulozyten deutlich mehr bewegen als unter Kontrollbedingungen. Dies ist die Ursache für ihre Mobilisierung aus dem Knochenmark ins Blut.
Fotos: Gunzer/Köhler: Universitätsklinikum Magdeburg

Hintergrund der Forschung

Wie schon Goethe in seinem Roman „Faust“ zu berichten wusste, ist Blut ein „ganz besonderer Saft“. Er besteht aus unterschiedlich spezialisierten Zellen, die ständig erneuert werden. Ein Großteil dient der Abwehr krankmachender Bakterien. In vorderster Abwehrlinie stehen die sogenannten neutrophilen Granulozyten. Sie entstehen aus unspezialisierten Vorläuferzellen (Stammzellen) des Knochenmarks und werden beim Kontakt mit Krankheitserregern massenweise in das Blut ausgeschüttet. Mit dem Blutstrom wandern sie in das infizierte Gewebe und bekämpfen die Erreger. Der Vorgang, den die Wissenschaftler als „Mobilisierung“ bezeichnen, wird durch einen körpereigenen Wachstumsfaktor mit dem etwas sperrigen Namen „Granulocyten-Koloniestimulierender Faktor“ - kurz G-CSF - ausgelöst.

Nützlich in der Chemotherapie

Dieses Wissen nutzen Mediziner seit etwa zwei Jahrzehnten u.a. in der Chemotherapie von Erkrankungen des Blutes und der blutbildenden Organe (akute Leukämien, Morbus Hodgkin und Non-Hodgkin-Lymphome), sowie von bestimmten Tumoren (z.B. Mammakarzinom, Hodenkrebs und Weichteilsarkomen).

Die in der Chemotherapie eingesetzten Medikamente (Zytostatika) zerstören alle Zellen, die sich schnell teilen. Leider sind das nicht nur die zu bekämpfenden Krebszellen, sondern auch Zellen des blutbildenden Systems, die u.a. für die Immunabwehr wichtig sind. Um die Zeit hoher Infektanfälligkeit während einer Chemotherapie so kurz wie möglich zu halten, stimulieren die Mediziner die Granulozyten-Neubildung mit gentechnisch hergestellten Medikamenten, die mit dem körpereigenen Wachstumsfaktor G-CSF nahezu identisch sind. Der Erfolg dieser Behandlung steht inzwischen außer Frage. „Doch konnte er bislang leider nicht bis ins Detail geklärt werden“, so Professor Gunzer. „Ungeklärt war bislang, wie die Granulozyten durch G-CSF aus dem Knochenmark ausgeschwemmt werden und die Immunabehr stärken“.

Die neuen Erkenntnisse

Das konnte die Forschergruppe jetzt u.a. mit Hilfe moderner Bildgebungstechniken wie der sogenannten 2-Photonen-Mikroskopie aufklären. Den Immunologen der Universität in Magdeburg gelang es, die Bewegung neutrophiler Granulozyten im Knochenmark im lebenden Organismus zu beobachten. „Wir konnten zeigen, dass die neutrophilen Granulozyten normalerweise relativ ruhig im Knochenmark umherlaufen. Sobald aber G-CSF eintrifft, werden sie rasend schnell und beginnen, massiv in die Blutgefäße, die reichlich im Knochen vorhanden sind, einzuwandern“, so der Magdeburger Immunologe Professor Gunzer.

Die Forscher konnten zeigen, dass die durch den Wachstumsfaktor G-CSF vermittelte Mobilisierung der Granulozyten im Knochenmark von einem komplexen Mechanismus ausgelöst wird, bei dem mehrere chemische Botenstoffe kaskadenartig produziert werden und schließlich CXCR2, einen wichtigen Rezeptor auf der Oberfläche von neutrophilen Granulozyten stimulieren. Dieser führt dazu, dass die vormals ruhenden neutrophilen Granulozyten plötzlich extrem wandern. Der gleiche Rezeptor führt außerdem dazu, dass neutrophile Granulozyten zielgerichtet in infizierte Gewebe einwandern können, um zum Beispiel Infektionen zu bekämpfen.

Nutzen der Forschungsergebnisse

Die wissenschaftlichen Ergebnisse können nicht nur die Befunde aus der klinischen Praxis erklären, sondern in Zukunft vielleicht auch dazu beitragen, die Chemotherapien unter Einsatz von G-CSF weiter zu verbessern, hoffen die Forscher.

Ansprechpartner für Redaktionen:
Prof. Dr. Matthias Gunzer
Institut für Molekulare und Klinische Immunologie
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Telefon: (0391) 67 15382
Fax: (0391) 67 15394
Email: matthias.gunzer@med.ovgu.de

Kornelia Suske | idw
Weitere Informationen:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21224471
http://www.med.uni-magdeburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz im Kampf gegen Prostatakrebs entdeckt
24.05.2018 | Universität Bern

nachricht Die neue Achillesferse von Blutkrebs
22.05.2018 | Ludwig Boltzmann Gesellschaft

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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