Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschende verjüngen Immunsystem: Blutbildende Stammzellen als Schlüssel zu starken Abwehrkräften

30.01.2019

Seniorinnen und Senioren sind nicht nur anfälliger für Infektionen, auch Impfungen sind im Alter weniger wirksam. Nun haben Ulmer Forschende das Immunsystem im Modell "verjüngt". Der Schlüssel zu einem leistungsfähigen Immunsystem sind demnach blutbildende Stammzellen. Im Fachjournal "Blood" belegt die Gruppe auch die wichtige Rolle dieser Stammzellen bei der Alterung des Immunsystems.

Mit zunehmendem Alter wird das Immunsystem immer schwächer: Dadurch sind Seniorinnen und Senioren nicht nur anfälliger für Infektionen.


Messung von Impfantworten mittels ELISPOT. Die Anzahl der Spots (blaue Punkte) spiegelt die Stärke der Immunantwort wieder

Foto: Andreas Brown


Forschende der Ulmer Universitätsmedizin haben das Immunsystem verjüngt (v.l.): Prof. Hartmut Geiger, Dr. Hanna Leins, Prof. Reinhold Schirmbeck und Juniorprof. Medhanie Mulaw

Foto: Andreas Brown

Auch Impfungen – zum Beispiel gegen Grippe – wirken weniger gut. Nun ist es Ulmer Wissenschaftlern um Professor Hartmut Geiger und Professor Reinhold Schirmbeck gelungen, das körpereigene Abwehrsystem im Modell zu verjüngen.

Schlüssel hierzu sind blutbildende Stammzellen: Im Zuge ihres Forschungsvorhabens konnten die Autoren zudem die wichtige Rolle dieser Stammzellen bei der Alterung des Immunsystems nachweisen.

Die in der renommierten Fachzeitschrift „Blood“ erschienenen Ergebnisse tragen in Zukunft womöglich zu einem gesünderen Altern und besseren Impferfolgen bei Senioren bei.

Wenn der Mensch altert, altert auch das Immunsystem. Als Hauptursache galt lange Zeit die Rückbildung der Thymusdrüse, in der wichtige Immunzellen reifen.

Doch nun hat eine Ulmer Forschergruppe aus Immunologen und Stammzellforschern einen anderen Auslöser im Blick: blutbildende Stammzellen. Dabei handelt es sich um den „Wartungsdienst“ des Körpers, der unter anderem für die Regeneration von Blut- und Immunzellen sorgt.

Doch wie der übrige Organismus verlieren diese Stammzellen im Alter ihre Leistungsfähigkeit und können ihrem „Reparaturauftrag“ nicht mehr so gut nachkommen. In früheren Arbeiten hat der Ulmer Stammzellforscher Professor Hartmut Geiger bereits gezeigt, dass blutbildende Stammzellen im Alter auf ein anderes Signalsystem umstellen, was Chaos im „Wartungsbetrieb“ auslöst. Mithilfe der pharmakologischen Substanz Casin lässt sich diese Umstellung jedoch rückgängig machen und blutbildende Stammzellen funktionieren wieder wie in jungen Jahren.

Für ihre aktuelle Publikation haben die Ulmer Wissenschaftler in einem neuen Knochenmarks-Transplantationsmodell untersucht, inwiefern die Alterung blutbildender Stammzellen tatsächlich die Leistungsfähigkeit des Immunsystems beeinflusst. Dazu haben sie Stammzellen aus dem Knochenmark älterer und junger Mäuse isoliert. Ein Teil der älteren Zellen sind daraufhin der von Geiger beschriebenen „Verjüngungskur“ unterzogen worden.

In einem zweiten Schritt wurden die alten, jungen und verjüngten blutbildenden Stammzellen transgenen Mäusen übertragen, die über kein eigenes Immunsystem verfügen. Bereits nach zwölf Wochen konnten die Forschenden die Leistungsfähigkeit der Abwehrsysteme überprüfen, die aus den Transplantaten entstanden waren – unter anderem untersuchten sie die Impfreaktion.

„Bei der Impfung werden bekanntlich unschädliche Varianten von Erregern verabreicht, woraufhin das Immunsystem Abwehrzellen bildet. Im Infektionsfall helfen diese bereits vorhandenen Abwehrzellen dabei, rasch auf Bakterien oder etwa Viren zu reagieren.

Die Impfreaktion kann also Auskunft über die Funktionsfähigkeit der körpereigenen Abwehr geben“, erklärt Dr. Hanna Leins, Erstautorin und Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Molekulare Medizin.

Im Modell konnten die Forschenden die erfolgreiche Verjüngung der blutbildenden Stammzellen und infolgedessen des Abwehrsystems nachweisen:

Die Impfreaktionen des jungen und des aus verjüngten Stammzellen entstandenen Immunsystems erwiesen sich nämlich als gleich stark. Erwartungsgemäß reagierte das Abwehrsystem aus alten Stammzellen wesentlich schwächer auf die Impfung.

„Insgesamt belegen unsere Ergebnisse die wichtige Rolle der blutbildenden Stammzellen bei der Alterung des Immunsystems. Altern diese Stammzellen, kann sich das Abwehrsystem nicht mehr ausreichend regenerieren. Der Organismus wird anfälliger für Infektionen“, sagt Professor Reinhold Schirmbeck, Gruppenleiter an der Universitätsklinik für Innere Medizin I.

„Im Modell haben wir aber auch gezeigt, dass wir die Uhr zurückdrehen können: Die Verjüngung gealterter Stammzellen kann die Immunkompetenz im Alter wiederherstellen“, ergänzt Stammzellexperte Professor Hartmut Geiger, Leiter des Instituts für Molekulare Medizin an der Universität Ulm.

Die Ergebnisse der Gruppe aus Immunologen und Stammzellforschern führen zu einem besseren Verständnis des alternden Immunsystems und zeigen, dass die Leistungsfähigkeit der Abwehrkräfte wesentlich von blutbildenden Stammzellen abhängt.

Langfristig könnten die neuen Erkenntnisse zu einem gesünderen Altern beitragen und die Erfolge von Impfungen oder der Immuntherapie bei Krebserkrankungen im Seniorenalter verbessern. Vom Journal „Blood“ wurde die Forschungsarbeit als eine der besten Publikationen des vergangen Jahres gelistet.

Die Publikation ist das Ergebnis einer interdisziplinären Zusammenarbeit der Ulmer Universitätsmedizin (Innere Medizin I, Institut für Molekulare Medizin) mit der geriatrisch ausgerichteten Agaplesion Bethesda Klinik in Ulm (Professor Michael Denkinger). Die Forschenden wurden im Zuge des Verbunds SyStaR vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützte die Gruppe über das Graduiertenkolleg CEMMA (Cellular and Molecular Mechanisms in Aging).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Hartmut Geiger, Leiter des Instituts für Molekulare Medizin, Tel.: 0731 / 50 26700,
E-Mail: hartmut.geiger@uni-ulm.de

Originalpublikation:

Hanna Leins, Medhanie Mulaw, Karina Eiwen, Vadim Sakk, Ying Liang, Michael Denkinger, Hartmut Geiger and Reinhold Schirmbeck: Aged murine hematopoietic stem cells drive aging-associated immune remodeling. Blood 2018 132:565-576; doi: https://doi.org/10.1182/blood-2018-02-831065

Annika Bingmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Optischer Sensor soll Pflanzenzüchtung beschleunigen
20.03.2019 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Pflanzen-Wirkstoff bremst aggressiven Augenkrebs
20.03.2019 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Selbstheilender Lack aus Maisstärke lässt kleine Kratzer durch Wärme verschwinden

Ein neuer Lack aus Maisstärke ist wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle in der Lage, durch Wärme kleine Kratzer von selbst zu reparieren: Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer ausgleicht und diese wieder verschwinden.

Oberflächliche Mikrokratzer in der Autokarosserie oder auf anderen Hochglanzoberflächen sind harmlos, aber ärgerlich. Gerade im Luxussegment zeichnen sich...

Im Focus: Self-healing coating made of corn starch makes small scratches disappear through heat

Due to the special arrangement of its molecules, a new coating made of corn starch is able to repair small scratches by itself through heat: The cross-linking via ring-shaped molecules makes the material mobile, so that it compensates for the scratches and these disappear again.

Superficial micro-scratches on the car body or on other high-gloss surfaces are harmless, but annoying. Especially in the luxury segment such surfaces are...

Im Focus: Kartographie eines fernen Sterns

Der am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) gefertigte Spektrograph PEPSI zeigt erste Aufnahmen der Struktur des Magnetfelds auf der Oberfläche eines weit entfernten Sterns. Mittels innovativer Verfahren lassen sich damit neue Erkenntnisse über die Vorgänge auf der Sternoberfläche gewinnen. Die Ergebnisse stellte ein Wissenschaftlerteam nun in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics vor.

Selbst mit den größten Teleskopen erscheinen die Oberflächen entfernter Sterne normalerweise nur als Lichtpunkte. Eine detaillierte Auflösung wird erst mittels...

Im Focus: Stellar cartography

The Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument (PEPSI) at the Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona released its first image of the surface magnetic field of another star. In a paper in the European journal Astronomy & Astrophysics, the PEPSI team presents a Zeeman- Doppler-Image of the surface of the magnetically active star II Pegasi.

A special technique allows astronomers to resolve the surfaces of faraway stars. Those are otherwise only seen as point sources, even in the largest telescopes...

Im Focus: Heading towards a tsunami of light

Researchers at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg, Sweden, have proposed a way to create a completely new source of radiation. Ultra-intense light pulses consist of the motion of a single wave and can be described as a tsunami of light. The strong wave can be used to study interactions between matter and light in a unique way. Their research is now published in the scientific journal Physical Review Letters.

"This source of radiation lets us look at reality through a new angle - it is like twisting a mirror and discovering something completely different," says...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Ausprobieren und diskutieren

19.03.2019 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Tagung zur Gesundheit von Meeressäugern

18.03.2019 | Veranstaltungen

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

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit dem Forschungsflugzeug ins ewige Eis - Meteorologen starten Messkampagne

20.03.2019 | Geowissenschaften

Optischer Sensor soll Pflanzenzüchtung beschleunigen

20.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

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