Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blut-Abbau im Akkord: Zell-Einwanderer schützen vor Eisenvergiftung

22.07.2016

Freiburger Forscher entschlüsseln, wie der Körper rote Blutkörperchen abbaut, ohne sich dabei selbst zu vergiften / Ansatz könnte Komplikationen nach Blutvergiftung und Hämolyse vermindern / Publikation am 18. Juli 2016 in Nature Medicine

Bei Blutvergiftung, Hämolyse oder gehäuften Bluttransfusionen müssen viele rote Blutkörperchen auf einmal abgebaut werden. Wird das darin enthaltene Eisen frei, kann es schwere Organschäden verursachen. Wie der Körper in solchen Notsituationen das Blut abbaut, haben jetzt Wissenschaftler des Universitäts-Herzzentrums Freiburg · Bad Krozingen und des Universitätsklinikums Freiburg gemeinsam mit Forschern aus den USA und Österreich herausgefunden.


Können Monozyten nicht in die Leber einwandern und sich zu Eisen-verwertenden Zellen entwickeln, lagert sich giftiges Eisen in Organen wie der Niere ab. (Eisen frei: blau,Eisen-Protein-Komplex:braun)

CSB Massachusetts General Hospital

Sie zeigten bei Mäusen, dass in solchen Fällen nicht die Milz, wie bislang gedacht, sondern die Leber der Hauptabbau-Ort für rote Blutkörperchen ist. Einen Großteil der Arbeit übernehmen Immunzellen, die extra in die Leber einwandern und sich dort zu hochspezialisierten Eisenverwertern entwickeln.

Auch beim Menschen existiert ein vergleichbarer Mechanismus, wie die Forscher nachwiesen. Die Erkenntnisse, die am 18. Juli 2016 im Fachmagazin Nature Medicine erschienen, ermöglichen einen neuen Ansatz, um Komplikationen nach Bluttransfusionen oder Blutvergiftung besser zu behandeln.

„Wir haben erstmals Kompensationsmechanismen beschrieben, die den Körper bei einem verstärkten Abbau von roten Blutkörperchen vor Eisenvergiftung schützen“, sagt Dr. Ingo Hilgendorf, einer der Erstautoren der Studie und Forschungsgruppenleiter in der Klinik für Kardiologie und Angiologie I am Universitäts-Herzzentrum Freiburg ∙ Bad Krozingen (Ärztlicher Direktor: Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Christoph Bode).

tMacs können mehr Eisen aufnehmen als jeder andere Zelltyp

Die Forscher wiesen nach, dass Monozyten-Immunzellen in die Leber einwandern und sich nur hier aufgrund der für die Leber einzigartigen Zusammensetzung an Wachstumsfaktoren zu sogenannten transitorischen Makrophagen (tMacs) entwickeln. Diese tMacs können mehr Eisen aufnehmen als jeder andere Zelltyp. Bei Bedarf stellen sie das Eisen auch wieder für den Aufbau roter Blutkörperchen zu Verfügung. Sie unterstützen damit die Eisen-verwertenden Kupfferzellen, die bereits mit der Geburt in der Leber angelegt sind.

Blockierten die Forscher die Wanderung von Monozyten in die Leber, waren die Zellen in Milz und Leber mit dem Eisenrecycling überfordert. Die Folge: Eisen wurde freigesetzt und es entstanden Leber- und Nierenschäden (Abbildung). Derartige Komplikationen sind auch von Patienten mit gestörtem Blutabbau bekannt.

Bei Patienten wiesen die Forscher ebenfalls die eingewanderten Zellen nach

Die Forscher untersuchten auch Patienten, die aufgrund einer koronaren Bypass-Operation an eine Herz-Lungen-Maschine angeschlossen waren. Der Einsatz der Maschine führt zu einem deutlich höheren Verschleiß roter Blutkörperchen und damit zu erhöhten Abbauraten. Bei diesen Patienten konnten sie ebenfalls die eingewanderten Immun-Zellen nachweisen. „Auf Grundlage unserer Arbeiten werden wir nun untersuchen müssen, ob die Immunzellen gezielt aktiviert werden können, um Komplikationen bei erhöhtem Erythrozytenzerfall zu vermeiden“, sagt Dr. Hilgendorf.

Durch Verwendung eines bereits etablierten Mausmodells zur genetischen Markierung dieser Immunzellen, das vom Co-Autor Prof. Dr. Marco Prinz, Ärztlicher Direktor des Instituts für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg, entwickelt worden war, waren die Forscher in der Lage, die eingewanderten und die ortstreuen Eisen-speichernden Zellen der Leber zu unterscheiden. „Auf den ersten Blick sehen beide Zelltypen identisch aus. Mit einem genetischen Marker konnten wir jetzt die genetische Abstammung und Entwicklung der unterschiedlichen Zellen sehr präzise verfolgen“, sagt Prof. Prinz.

Die aufwendigen Versuche entstanden über einen Zeitraum von über vier Jahren in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Boston, USA, Innsbruck, Österreich, sowie mit Kooperationspartnern der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

„Diese Arbeiten sind ein Paradebeispiel interdisziplinärer Forschung, die vom Reagenzglas über das Mausmodell letztlich unseren Patienten zugutekommt“, sagt Prof. Bode. „Es ist die Aufgabe der Universitäten, besonders begabte Ärzte für die Grundlagenforschung zu begeistern, da nur die Doppelausbildung zu Durchbrüchen im Verständnis von Krankheiten befähigt. Dieser Aufgabe kommt die Universität Freiburg in exemplarischer Weise nach.“

Titel der Originalstudie: On-demand erythrocyte disposal and iron recycling requires monocyte-derived transient macrophages in the liver

Doi: 10.1038/nm.4146

Kontakt:
Dr. Ingo Hilgendorf
Klinik für Kardiologie und Angiologie I
Universitäts-Herzzentrum Freiburg ∙ Bad Krozingen
Telefon: 0761 270-34010/ -70380
ingo.hilgendorf@universitaets-herzzentrum.de

Johannes Faber
Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-84610
johannes.faber@uniklinik-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4146.html Link zur Studie
http://www.herzzentrum.de/kliniken-fachbereiche/klinik-fuer-kardiologie-und-angi... Forschungsgruppe Dr. Hilgendorf

Benjamin Waschow | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pharmazeuten erzielen Durchbruch bei Suche nach magensaftbeständigen Zusätzen für Medikamente
17.12.2018 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Kommunikation zwischen neuronalen Netzwerken
17.12.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

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

Kommunikation zwischen neuronalen Netzwerken

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Beim Phasenübergang benutzen die Elektronen den Zebrastreifen

17.12.2018 | Physik Astronomie

Pharmazeuten erzielen Durchbruch bei Suche nach magensaftbeständigen Zusätzen für Medikamente

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

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