Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Appetitzügler für Fresszellen

15.11.2012
Grippeerkrankung bremst Teile des Immunsystems und begünstigt bakterielle Infektionen

Nach einer Grippeinfektion haben Bakterien im Körper leichtes Spiel: Das Grippe-Virus verändert das Immunsystem, so dass es bakterielle Infektionen schlechter bekämpfen kann. Ein Wissenschaftler-Team von Immunologen des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) hat gemeinsam mit Kooperationspartnern herausgefunden, dass ein Molekül des Immunsystems, genannt TLR7, dafür mitverantwortlich ist. Es erkennt Virus-Gene - und signalisiert zugleich den Fresszellen des Immunsystems, weniger Bakterien aufzunehmen. Diese Ergebnisse publizierten die Forscher im Journal of Innate Immunity.


Eine Fresszelle des Immunsystems nimmt Bakterien (in grün dargestellt) auf. Bei Grippeinfektionen ist der Appetit der Makrophagen gebremst.
Manfred Rohde/HZI

Die Grippe tritt nicht nur im Winter verstärkt auf. Es gab in der Vergangenheit mehrfach Grippepandemien, die Millionen Menschen das Leben kosteten. Mittlerweile weiß man, dass viele Menschen im Zuge der Krankheit nicht nur von den Grippe-Viren, sondern zusätzlich von bakteriellen Erregern befallen werden, etwa den gefürchteten Pneumokokken, die Lungenentzündungen verursachen können. Diese sogenannten „Superinfektionen“ sorgen vielfach für schwere Krankheitsverläufe.

Bei der Spanischen Grippe 1918-1920 waren sie sogar für die Mehrheit der Todesfälle verantwortlich. Warum eine Infektion mit dem Grippevirus das Risiko für Superinfektionen erhöht, ist bis heute nicht vollständig verstanden. Wissenschaftler des HZI, des Universitätsklinikums der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, des Universitätsklinikums Essen und des Karolinska-Instituts in Stockholm, Schweden, sowie weiterer Einrichtungen haben untersucht, wie das Virus das Immunsystem manipuliert.

Besonderes Augenmerk legten sie auf das Molekül TLR7. Es befindet sich in verschiedenen Zellen des Körpers und erkennt das Erbmaterial von Viren. Daneben hat es, wie sich herausstellte, einen unerwünschten Nebeneffekt: Es schwächt im Zusammenhang mit Grippeinfektionen offenbar die Bekämpfung von Bakterien durch die körpereigene Abwehr und erhöht damit das Risiko einer Superinfektion. Das fanden die Forscher heraus, als sie untersuchten, wie Mäuse mit einer Superinfektion mit dem Bakterium Streptococcus pneumoniae, dem Erreger der Lungenentzündung, umgingen.

Die Wissenschaftler markierten die Bakterien farbig und maßen, wie viele von ihnen von den Fresszellen des Immunsystems, den Makrophagen, aufgenommen wurden. Wenn Mäusen während der Grippeinfektion der Virus-Sensor TLR7 fehlte, hatten die Makrophagen mehr Appetit und eliminierten eine größere Zahl von Bakterien als in Mäusen mit dem intakten Sensor. „Ohne TLR7 dauert es länger, bis die Mäuse den kritischen Punkt erreichen, an dem sie mit der Bakterieninfektion nicht mehr zurecht kommen“, interpretiert Prof. Dunja Bruder, Leiterin der Arbeitsgruppe „Immunregulation“ am HZI und Professorin für Infektionsimmunologie am Universitätsklinikum Magdeburg, die Funktion von TLR7.

Die Wissenschaftler haben auch eine Vermutung, wie TLR7 den Appetit der Fresszellen steuern könnte: Wenn das Immunsystem Viren erkennt, bringt es andere Immunzellen dazu, einen Signalstoff namens IFN gamma zu produzieren. Man weiß bereits, dass dieser die Makrophagen in der Lunge hemmt, die dann weniger Bakterien beseitigen. Einen weiteren Hinweis auf diesen Zusammenhang entdeckten die Forscher in ihrer Studie: Bei Tieren ohne TLR7 fanden sie geringere Mengen des Botenstoffs IFN gamma. Die Folge könnte sein, dass die Makrophagen deshalb mehr Appetit haben und die Bakterien aus diesem Grund erst später in die Blutbahn streuen.

„Unsere Ergebnisse bestätigen, dass das Grippevirus langfristig die Abwehr von Bakterien unterdrückt. Dies ist vermutlich eine ungewollte Nebenwirkung der Virusinfektion“, spekuliert Dr. Stegemann-Koniszewski, Erstautorin der Studie.

„Leider ist es schwierig, hier therapeutisch einzugreifen. Auf den ersten Blick erscheint es naheliegend, bei Grippe TLR7 zu hemmen, so dass die Makrophagen ungebremst Bakterien beseitigen können. Das könnte allerdings ungeahnte Folgen haben, da TLR7 und IFN gamma Teile eines eng regulierten immunologischen Netzwerks sind“, beschreibt Prof. Matthias Gunzer, ehemaliger Arbeitsgruppenleiter am HZI und heute Professor am Universitätsklinikum Essen, die Herausforderung, die Erkenntnisse therapeutisch umzusetzen.

Auch wenn das Fehlen von TLR7 die Bakterieninfektion nicht verhindert: Eine mögliche medizinische Anwendung bietet für die Zukunft dennoch vielversprechende Optionen. „Ohne TLR7 dauert es länger, bis sich die Bakterien im Blut ausbreiten“, erklärt Bruder. „ Auch wenn es sich nur um eine relativ kurze Zeitspanne handelt, könnte dieses Zeitfenster für einen schwerkranken Patienten unter Umständen entscheidend sein. Denn je mehr Zeit die Ärzte haben, die richtigen Antibiotika auszuwählen, desto besser sind die Chancen für eine erfolgreiche Behandlung.“

Originalpublikation:
Sabine Stegemann-Koniszewski, Marcus Gereke, Sofia Orrskog, Stefan Lienenklaus, Bastian Pasche, Sophie R. Bader, Achim D. Gruber, Shizuo Akira, Siegfried Weiss, Birgitta Henriques-Normark, Dunja Bruder*, Matthias Gunzer* (* Diese Autoren haben gleichberechtigt zur Studie beigetragen.)
TLR7 contributes to the rapid progression but not to the overall fatal outcome of secondary pneumococcal disease following influenza A virus infection
Journal of Innate Immunity 2012
DOI: 10.1159/000345112
Die Arbeitsgruppe "Immunregulation" am HZI erforscht das Gleichgewicht des Immunsystems in extremen Situationen. Dazu zählen beispielsweise die gleichzeitige Infektion mit verschiedenen Erregern und der irrtümliche Angriff von Bestandteilen des eigenen Körpers.
Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern.

http://www.helmholtz-hzi.de

Dr. Birgit Manno | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/appetitzuegler_fuer_fresszellen/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht HD-Mikroskopie in Millisekunden
20.09.2019 | Universität Bielefeld

nachricht Alpenflora im Klimawandel: Pflanzen reagieren mit "Verspätung"
20.09.2019 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 'Nanochains' could increase battery capacity, cut charging time

How long the battery of your phone or computer lasts depends on how many lithium ions can be stored in the battery's negative electrode material. If the battery runs out of these ions, it can't generate an electrical current to run a device and ultimately fails.

Materials with a higher lithium ion storage capacity are either too heavy or the wrong shape to replace graphite, the electrode material currently used in...

Im Focus: Nervenzellen feuern Hirntumorzellen zum Wachstum an

Heidelberger Wissenschaftler und Ärzte beschreiben aktuell im Fachjournal „Nature“, wie Nervenzellen des Gehirns mit aggressiven Glioblastomen in Verbindung treten und so das Tumorwachstum fördern / Mechanismus der Tumor-Aktivierung liefert Ansatzpunkte für klinische Studien

Nervenzellen geben ihre Signale über Synapsen – feine Zellausläufer mit Kontaktknöpfchen, die der nächsten Nervenzelle aufliegen – untereinander weiter....

Im Focus: Stevens team closes in on 'holy grail' of room temperature quantum computing chips

Photons interact on chip-based system with unprecedented efficiency

To process information, photons must interact. However, these tiny packets of light want nothing to do with each other, each passing by without altering the...

Im Focus: Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD), der Universität Hamburg und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hat eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. Sie macht es bedeutend einfacher, enzymatische Reaktionen auszulösen, da hierzu ein Cocktail aus kleinen Flüssigkeitsmengen und Proteinkristallen angewandt wird. Ab dem Zeitpunkt des Mischens werden die Proteinstrukturen in definierten Abständen bestimmt. Mit der dadurch entstehenden Zeitraffersequenz können nun die Bewegungen der biologischen Moleküle abgebildet werden.

Die Funktionen von Biomolekülen werden nicht nur durch ihre molekularen Strukturen, sondern auch durch deren Veränderungen bestimmt. Mittels der...

Im Focus: Happy hour for time-resolved crystallography

Researchers from the Department of Atomically Resolved Dynamics of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) at the Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, the University of Hamburg and the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) outstation in the city have developed a new method to watch biomolecules at work. This method dramatically simplifies starting enzymatic reactions by mixing a cocktail of small amounts of liquids with protein crystals. Determination of the protein structures at different times after mixing can be assembled into a time-lapse sequence that shows the molecular foundations of biology.

The functions of biomolecules are determined by their motions and structural changes. Yet it is a formidable challenge to understand these dynamic motions.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

92. Neurologie-Kongress: Mehr als 6500 Neurologen in Stuttgart erwartet

20.09.2019 | Veranstaltungen

Frische Ideen zur Mobilität von morgen

20.09.2019 | Veranstaltungen

Thermodynamik – Energien der Zukunft

19.09.2019 | Veranstaltungen

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

Ferroelektrizität verbessert Perowskit-Solarzellen

20.09.2019 | Energie und Elektrotechnik

HD-Mikroskopie in Millisekunden

20.09.2019 | Biowissenschaften Chemie

Kinobilder aus lebenden Zellen: Forscherteam aus Jena und Bielefeld 
verbessert superauflösende Mikroskopie

20.09.2019 | Medizintechnik

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