Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stuttgarter Biochemiker entschlüsseln einen Wirkmechanismus des Cytokins MIF

09.11.2000


... mehr zu:
»Cytokin »Eiweißstoff »MIF »Prozess »Zelle
Menschliche Eiweißstoffe aus der Klasse der sogenannten Cytokine steuern die Funktionen des Immunsystems und sind somit von großer Bedeutung für die menschliche Immunabwehr. Das Cytokin MIF (Macrophage
migration inhibitory factor) ist unter anderem bei der Stress- und Immunantwort auf akute und chronische Entzündungen wie dem septischen Schock oder der rheumatischen Arthritis zentral beteiligt. Obwohl MIF zu den ersten entdeckten Cytokinen gehört, konnte ein molekulares Target der Wirkung von MIF von Stuttgarter Biochemikern erst jetzt entschlüsselt werden, wie in einem Beitrag für das Wissenschaftsjournal "Nature" nachzulesen ist. Wirkung und Signalübertragung von MIF wurde von der Arbeitsgruppe Biochemie am Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik der Universität Stuttgart, des Instituts für Zellbiologie und Immunologie der Universität Stuttgart und des Stuttgarter Fraunhofer Instituts IGB zusammen mit Forschern des Hospital Vaudois in Lausanne/Schweiz sowie des Physiologisch-chemischen Instituts der Universität Tübingen aufgedeckt. Es zeigt sich, dass MIF nicht über einen Rezeptor auf der Hülle auf die Zelle einwirkt, sondern sein Ziel in einem Protein in der Zelle selbst findet. Hieraus ergeben sich neue Ansätze für die biomedizinische Forschung.

Langfassung:
Cytokine regulieren die Wechselwirkung zwischen Immunzellen untereinander sowie zwischen Immun- und anderen Körperzellen. Derzeit sind etwa 100 solcher Eiweißstoffe bekannt. Aufgrund ihrer steuernden Rolle beim Immunprozess sind sie zentrale Forschungsschwerpunkte in der biomedizinischen Forschung. Einige Cytokine finden heute bereits Verwendung in der medizinischen Therapie und Diagnose von Krankheiten des Immunsystems sowie bei Krebskrankheiten.
Eine Cytokinfunktion mit dem Namen Macrophage migration inhibitory activity wurde bereits in den Anfängen der Immunforschung im Jahr 1962 entdeckt. Der entsprechende Eiweißstoff, der Macrophage migration inhibitory factor oder kurz MIF, wurde 1966 zuerst beschrieben und zählt daher zusammen mit den Interferonen zu den zuerst entdeckten Cytokinen überhaupt. Während die gentechnische Revolution in den folgenden Jahren und Jahrzehnten zur Entdeckung vieler weiterer Cytokine führte, gelang die Klonierung des MIF-Proteins erst dreißig Jahre nach der Entdeckung des Proteins. Einige der immunologischen Funktionen von MIF konnten im Verlauf der neunziger Jahre aufgeklärt werden. So weiß man heute, dass MIF bei der Stress- und Immunantwort auf akute und chronische Entzündungen/Infektionen zentral beteiligt ist. Auch die Fehlsteuerung des Immunsystems bei Autoimmunkrankheiten scheint über MIF-gesteuerte Prozesse zu laufen. Entsprechend haben vorklinische Studien bei Tieren gezeigt, dass gegen MIF gerichtete Antikörper therapeutisch zur Behandlung von septischem Schock, Lungenkrankheiten oder Immunkrankheiten wie der Rheumatoiden Arthritis eingesetzt werden könnten. Eine im Januar veröffentlichte Arbeit in Nature Medicine hat gezeigt, dass MIF-Antikörper sogar dann vor Bakterieninfektionen schützen können, wenn sie Stunden nach der Infektion verabreicht werden. Antikörpertherapien auf der Basis anderer Cytokine mussten bisher immer vor dem Zeitpunkt der Infektion gegeben werden. Ein Zusammenhang scheint auch zwischen der MIF-Verteilung und -Ausschüttung im Körper und der Tumorbildung zu bestehen. Darüber hinaus zählt MIF zu den wenigen Cytokinen, die zugleich eine enzymatische Aktivität besitzen. Eine Blockierung dieser Enzymaktivität könnte zugleich die entzündungsfördernden Eigenschaften von MIF bremsen. MIF gilt dazu als das derzeit einzige bekannte Cytokin, welches von Substanzen wie Cortison nicht unterdrückt oder gedämpft wird, sondern sogar aktiviert wird und die immununterdrückenden Wirkungen von Cortison hemmt. MIF-basierte Therapieansätze sind daher relevant für eine Vielzahl von mit Glucocorticoiden behandelten chronischen Entzündungskrankheiten und Allergien.
Die meisten Cytokine entfalten ihre Wirkung über einen sogenannten Rezeptor, der die Signale von außen in die Zellen vermittelt. Während für die meisten Cytokine kurz nach ihrer Klonierung auch die entsprechenden Signal-vermittelnden Rezeptoren entdeckt wurden, blieb der molekulare Mechanismus der Wirkung von MIF trotz seiner frühen Entdeckung und trotz der Klonierung des Eiweißstoffes vor über zehn Jahren weitgehend unbekannt. Arbeiten eines Forscherteams der Arbeitgemeinschaft Biochemie des IGVT der Universität Stuttgart, des IZI der Universität Stuttgart und des Stuttgarter Fraunhofer Instituts IGB zusammen mit kooperierenden Forschern des Hopital Vaudois in Lausanne/Schweiz sowie des Physiologisch-chemischen Instituts der Universität Tübingen haben nun zum ersten Mal ein sogenanntes molekulares Target (Ziel) der Wirkung und Signalübertragung von MIF entdeckt.
Überraschenderweise handelt es sich bei diesem signalvermittelnden Molekül nicht um einen typischen membranständigen MIF-Rezeptor, sondern um ein im Zellinneren lokalisiertes Protein mit dem Namen Jab1. Jab1 zählt zur Kategorie der Transkriptions-Coaktivatoren, also zu einer wachsenden Klasse von Eiweißstoffen, die nach heutigen Erkenntnissen genregulatorische Prozesse mitsteuern, ohne selbst direkt als Transkriptionsfaktor mit der Erbinformation wechselwirken zu können. Die Stuttgart/Lausanne/Tübinger-Forscher konnten zeigen, dass MIF über einen, Endocytose genannten Prozess, in Immunzellen und andere sogenannte Zielzellen aufgenommen wird und im Zellinneren mit Jab1 wechselwirkt. Die Aufnahme von MIF in die Zelle scheint dabei ohne die Hilfe von Membranrezeptoren ablaufen zu können.
Die neuen Arbeiten der Forschergruppe zeigen weiterhin, dass MIF über die Interaktion mit Jab1 auf steuernde Prozesse in der Zelle wie die Anschaltung von immunologisch relevanten Genprodukten und den Zellzyklus Einfluss nehmen kann. Diese Wirkung verläuft über die Stabilisierung eines Proteins mit dem Namen Kip1, das seinerseits direkt den Zellzyklus kontrolliert.
Die Arbeiten geben zum ersten Mal Aufschluss über die molekularen Zielstrukturen der Wirkung von MIF und haben somit unmittelbar Bedeutung für weitere biomedizinische Forschungsansätze, die zur Entwicklung von MIF-Jab1-basierten Therapie- und Diagnosestrategien führen könnten. Diese wiederum könnten zur Entwicklung von neuen Medikamenten für die Krankheiten eine Rolle spielen, bei denen MIF vermittelnd mitwirkt.

Kontakt:
Dr. Jürgen Bernhagen, Arbeitsgruppe Biochemie, Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik, Universität Stuttgart, Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart,
Tel: 0711 970 4020, Fax: 0711 970 4200; E-Mail jbe@igb.fhg.de

Ursula Zitzler | idw

Weitere Berichte zu: Cytokin Eiweißstoff MIF Prozess Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Korallenlarven sesshaft werden
22.02.2019 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Endosporen schlummern in tiefen Meeressedimenten
22.02.2019 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

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: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

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

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

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