Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig

22.02.2017

Mit dem ersten Atemzug entfalten sich die Lungen schlagartig um mit der Sauerstoffaufnahme zu beginnen. Nun strömen aber auch Schadstoffe und Mikroorganismen ein - spezielle Abwehrsysteme müssen die Lunge ab jetzt vor Schaden und Infektionen bewahren, dabei aber gleichzeitig den Sauerstofftransport aufrecht erhalten. Wie sich diese vielfältigen Funktionen des Immunsystems nach der Geburt entwickeln, war bisher kaum bekannt. WissenschaftlerInnen des CeMM und der Medizinischen Universität Wien konnten erstmals aufklären, wie spezielle Signalstoffe, , ausgelöst durch die erstmalige Lungenentfaltung, die Immunzellen der Lunge ein Leben lang prägen und Einfluss auf die Bakterienabwehr nehmen.

Die Lunge ist eine wichtige Schnittstelle zwischen dem Körperinnerem und der Außenwelt: Ihre etwa hundert Quadratmeter große Oberfläche filtert mit jedem Atemzug lebenswichtigen Sauerstoff aus der Luft, während sie Kohlendioxid zum Ausatmen freigibt. Über 10.000 Liter Luft atmet ein erwachsener Mensch jeden Tag ein und aus. Doch das bringt auch Probleme mit sich: Viren, Bakterien und andere Schadstoffe der Luft müssen davon abgehalten werden, sich in der Lunge einzunisten oder in den Körper einzudringen.


Querschnitt der Lunge einer Maus kurz nach der Geburt, IL-33 ist grün eingefärbt

Simona Saluzzo/CeMM


Graphische Zusammenfassung der Studie

Simona Saluzzo/CeMM

Zu diesem Zweck besitzt die Lunge ein eigenes Arsenal an hochspezialisierten Immunzellen, die ein komplexes Gleichgewicht zwischen ständiger Abwehrbereitschaft und Eindämmung überbordender Immunreaktionen aufrechterhalten. Wie sich diese fein abgestimmte Homöostase nach der Geburt einstellt, war bisher kaum erforscht.

Die Forschungsgruppe von Sylvia Knapp, Direktorin für Medizinische Angelegenheiten am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Professorin für Infektionsbiologie an der Medizinischen Universität Wien, konnte nun in Mäusen zeigen, dass direkt nach dem ersten Atemzug entscheidende Signale gesetzt werden, die zu tiefgreifenden Veränderungen in der Lunge führen.

In der im Fachmagazin Cell Reports publizierten Studie (DOI:10.1016/j.celrep.2017.01.071) haben die WissenschaftlerInnen herausgefunden, dass die Aufblähung der Lunge beim ersten Atemzug zur Ausschüttung des Zytokins Interleukin (IL)-33 führt. Dieses Signalmolekül hat einen weitreichenden Effekt: Spezielle weiße Blutkörperchen, sogenannte lymphoide Typ-2 Zellen (ILC2), werden aktiviert und wandern in die Lunge ein. Dort schütten sie Il-13, ein weiteres Signalmolekül, aus, das schließlich die wichtigsten Immunzellen in den Atemwegen, die Alveolarmakrophagen, für ihre spezielle Aufgabe in der Lunge vorbereitet.

„ILC2-Zellen spielen eine wichtige Rolle in der Abwehr von Parasiten oder Influenza-Viren, ihre Bedeutung für die Homöostase der Lunge war bisher aber nicht bekannt“, erklärt die Erstautorin Simona Saluzzo, PhD-Studentin am CeMM und der MedUni Wien im Rahmen des CCHD Programms. „Jetzt erst verstehen wir, dass ILC2 unmittelbar nach der Geburt wichtige Instruktionen an Alveolarmakrophagen weiterleiten, damit diese Entzündungen eindämmen und die Immunantwort drosseln, um sicherzustellen, dass die Lungen für den Gasaustausch intakt und gesund bleiben“.

Dieser Mechanismus schützt zwar vor überschießenden Entzündungen – birgt jedoch auch Risiken, betont Sylvia Knapp. „Wir konnten in dieser Studie zeigen, dass die von uns beschriebenen Mechanismen zwar essentiell sind, um unmittelbar nach der Geburt eine Beruhigung des Immunsystems der Lunge zu erreichen. Gleichzeitig erhöhen sie aber auch die Anfälligkeit für Infektionen mit z.B. Pneumokokken. Was also gut für die Funktion und den Gasaustausch in der Lunge ist, erklärt gleichzeitig, warum durch Bakterien verursachte Lungenentzündung die häufigste Todesursache durch eine Infektion in der westlichen Welt ist“.

Die Studie „First-breath induced type-2 pathways shape the lung immune environment“ erschien in der Zeitschrift Cell Reports am 21. Februar 2017. DOI:10.1016/j.celrep.2017.01.071

Autoren: Simona Saluzzo, Anna-Dorothea Gorki, Batika M. J. Rana, Rui Martins, Seth Scanlon, Philipp Starkl, Karin Lakovits, Anastasiya Hladik, Ana Korosec, Omar Sharif, Joanna M. Warszawska, Helen Jolin, Ildiko Mesteri, Andrew N. J. McKenzie und Sylvia Knapp.

Förderung: Die Studie wurde vom FWF der Wissenschaftsfonds (DK CCHD), dem Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds, dem Medical Research Council (MRC) und dem Wellcome Trust gefördert.

Sylvia Knapp studierte Medizin in Wien und Berlin, absolvierte ihre Facharztausbildung in Innerer Medizin in Wien, bevor sie ein PhD-Studium an der Universität von Amsterdam anschloss. 2006 wurde sie Forschungsgruppenleiterin am CeMM, 2012 trat sie die Professur für Infektionsbiologie an der Medizinischen Universität Wien an. Seit 2015 ist sie Direktorin für Medizinische Angelegenheiten am CeMM.

Das CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist eine internationale, unabhängige und interdisziplinäre Forschungseinrichtung für molekulare Medizin unter der wissenschaftlichen Leitung von Giulio Superti-Furga. Das CeMM orientiert sich an den medizinischen Erfordernissen und integriert Grundlagenforschung sowie klinische Expertise, um innovative diagnostische und therapeutische Ansätze für eine Präzisionsmedizin zu entwickeln. Die Forschungsschwerpunkte sind Krebs, Entzündungen, Stoffwechsel- und Immunstörungen sowie seltene Erkrankungen. Das Forschungsgebäude des Instituts befindet sich am Campus der Medizinischen Universität und des Allgemeinen Krankenhauses Wien. www.cemm.at

Die Medizinische Universität Wien (MedUni Wien) ist eine der traditionsreichsten medizinischen Ausbildungs- und Forschungsstätten Europas. Mit rund 8.000 Studierenden ist sie heute die größte medizinische Ausbildungsstätte im deutschsprachigen Raum. Mit 5.500 MitarbeiterInnen, 27 Universitätskliniken und etlichen medizintheoretischen Zentren und hochspezialisierten Laboratorien zählt sie zu den bedeutendsten Forschungsinstitutionen Europas im biomedizinischen Bereich. Der klinische und forscherische Schwerpunkt der Medizinischen Universität liegt auf den Themen Immunologie, Neurobiologie, Imaging, Onkologie und Herz-Kreislauferkrankungen. www.meduniwien.ac.at

Für Rückfragen wenden Sie sich bitte an:
Mag. Wolfgang Däuble
Media Relations Manager

CeMM
Research Center for Molecular Medicine
of the Austrian Academy of Sciences
Lazarettgasse 14, AKH BT 25.3
1090 Vienna, Austria
Phone +43-1/40160-70 057
Fax +43-1/40160-970 000
wdaeuble@cemm.oeaw.ac.at

www.cemm.at

Mag. Wolfgang Däuble | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Im Visier: die „kleinen Geschwister“ der Proteine
12.11.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Reparaturdefekt führt zu Chaos im Erbgut
12.11.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Graphen auf dem Weg zur Supraleitung

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit extrem hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.

Aus reinem Kohlenstoff bestehen so unterschiedliche Materialien wie Diamant, Graphit oder Graphen. In Graphen bilden die Kohlenstoffatome ein zweidimensionales...

Im Focus: Datensicherheit: Aufbruch in die Quantentechnologie

Den Datenverkehr noch schneller und abhörsicher machen: Darauf zielt ein neues Verbundprojekt ab, an dem Physiker der Uni Würzburg beteiligt sind. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit 14,8 Millionen Euro.

Je stärker die Digitalisierung voranschreitet, umso mehr gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Für diese Ziele ist die...

Im Focus: A Leap Into Quantum Technology

Faster and secure data communication: This is the goal of a new joint project involving physicists from the University of Würzburg. The German Federal Ministry of Education and Research funds the project with 14.8 million euro.

In our digital world data security and secure communication are becoming more and more important. Quantum communication is a promising approach to achieve...

Im Focus: Research icebreaker Polarstern begins the Antarctic season

What does it look like below the ice shelf of the calved massive iceberg A68?

On Saturday, 10 November 2018, the research icebreaker Polarstern will leave its homeport of Bremerhaven, bound for Cape Town, South Africa.

Im Focus: Forschungsschiff Polarstern startet Antarktissaison

Wie sieht es unter dem Schelfeis des abgebrochenen Riesen-Eisbergs A68 aus?

Am Samstag, den 10. November 2018 verlässt das Forschungsschiff Polarstern seinen Heimathafen Bremerhaven Richtung Kapstadt, Südafrika.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

Profilierte Ausblicke auf die Mobilität von morgen

12.11.2018 | Veranstaltungen

Mehrwegbecher-System für Darmstadt: Prototyp-Präsentation am Freitag, 16. November, 11 Uhr

09.11.2018 | Veranstaltungen

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

Ein magnetisches Gedächtnis für den Computer

12.11.2018 | Energie und Elektrotechnik

Autonomes Parken wird erprobt

12.11.2018 | Informationstechnologie

Multicopter und Satelliten für den Rettungseinsatz

12.11.2018 | Informationstechnologie

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