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Immunsystem - Eine Frage der Zeit

15.01.2020

Äußerlich praktisch gleich aussehende Immunzellen der Niere können aus völlig verschiedenen Quellen stammen, wie LMU-Forscher zeigen. Welche Herkunft vorherrscht, hängt vom Alter ab.

Das angeborene Immunsystem ist der erste Schutzwall des Körpers vor Infektionen und Tumoren. Seine Aufgabe ist es, eine erste unspezifische Immunantwort anzustoßen und die Zellen des adaptiven Immunsystems durch Präsentation körperfremder Moleküle – sogenannter Antigene – zu aktivieren.


Makrophagen (rot) in der Niere einer neugeborenen Maus (das Nierengewebe ist blau dargestellt, Blutgefäße in der Niere gelb). Bild: Stephan Rambichler/Barbara Schraml

Dendritische Zellen, Makrophagen und Monozyten sind wichtige Zellen des angeborenen Immunsystems und kommen in der Niere, einem wichtigen Entgiftungsorgan des Körpers, sehr häufig vor. Durch eine fehlgeleitete Immunreaktion können die Nieren geschädigt werden.

Wie viele Subtypen von Dendritischen Zellen und Makrophagen in der Niere existieren, und ob Subtypen unterschiedliche Funktionen besitzen, ist immer noch umstritten.

LMU-Wissenschaftler um Barbara Schraml vom Biomedizinischen Centrum der LMU haben nun in der Maus nachgewiesen, dass es in der Niere mehrere Subpopulationen dendritischer Zellen gibt – und dass die Herkunft dieser Populationen vom Alter des Tieres abhängt. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Journal of the American Society for Nephrology.

Mithilfe fluoreszierender Marker verfolgten die Wissenschaftler das Schicksal dendritischer Vorläuferzellen und konnten so rekonstruieren, dass die dendritischen Zellen in der Niere der Maus aus mindestens drei verschiedenen Quellen stammen.

„Abgesehen von der Herkunft unterscheiden sich die Zellen phänotypisch kaum“, sagt Schraml. „Aber wir konnten nun erstmals zeigen, dass die Herkunft der dendritischen Zellen vom Alter der Maus abhängt: In Nieren neugeborener Mäuse stammen sie aus dem Dottersack, später von hämatopoetischen Stammzellen, die wir noch nicht näher eingrenzen konnten, und im erwachsenen Tier von dendritischen Vorläuferzellen. Wir denken, dass die unterschiedlichen Populationen auch unterschiedliche Funktionen haben, aber dazu werden zukünftig noch weitere Studien notwendig sein.“

Besonders interessant waren für die Wissenschaftler die dendritischen Zellen im erwachsenen Tier: „Diese Zellen sind sehr eigenartig, weil sie phänotypisch wie Makrophagen aussehen – Makrophagen entstehen aber während der Entwicklung aus Dottersack-Vorläuferzellen und können sehr langlebig sein.

Unsere dendritischen Zellen dagegen entstehen erst später aus dendritischen Vorläuferzellen aus dem Knochenmark“, sagt Schraml. Um zu verstehen, wie sich diese Zellen bei Nierenschäden verhalten, untersuchten die Wissenschaftler deren Reaktion sowohl auf toxische Nierenschäden als auch auf Nierenschäden infolge von Sauerstoffmangel.

Dabei konnten sie zeigen, dass die Zellen auf den Nierenschaden reagieren, indem sie zum einen Gene herunterregulieren, die an der Antigenpräsentation beteiligt sind. Zum anderen werden Gene für Botenstoffe modifiziert, die andere Immunzellen anlocken.

„Das heißt, sie scheinen ihre Funktion anzupassen. Wir glauben, dass sie eventuell die Fähigkeit verlieren, T-Zellen zu aktivieren, und gleichzeitig andere Immunzellen in die Niere rekrutieren. Das könnte darauf hindeuten, dass die Zellen wichtige Regulatoren der Pathologie des Nierenschadens sind“, sagt Schraml.

In vielen therapeutischen Ansätzen wird versucht, Immunzellen gezielt zu manipulieren. Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass ein besseres Verständnis der altersabhängigen Herkunft der dendritischen Zellen dabei hilfreich sein könnte: „Es ist vorstellbar, dass Populationen unterschiedlicher Herkunft auch unterschiedlich reagieren“, sagt Schraml. „Dies könnte man eventuell gezielt nutzen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ. Prof. Dr. Barbara Schraml
Biomedizinisches Centrum
Walter-Brendel-Zentrum für Experimentelle Medizin
Tel: +49 (0)89 2180 71517
barbara.schraml@med.uni-muenchen.de

www.schraml-lab.de 

Originalpublikation:

The kidney contains ontogenetically distinct dendritic cell and macrophage subtypes throughout development that differ in their inflammatory properties
Natallia Salei, Stephan Rambichler, Johanna Salvermoser, Nikos E. Papaioannou, Ronja Schuchert, Dalia Pakalniškytė, Na Li, Julian A. Marschner, Julia Lichtnekert, Christopher Stremmel, Filippo M. Cernilogar, Melanie Salvermoser, Barbara Walzog, Tobias Straub, Gunnar Schotta, Hans-Joachim Anders, Christian Schulz, Barbara U. Schraml
Journal of American Society for Nephrology 2019
https://jasn.asnjournals.org/content/early/2020/01/12/ASN.2019040419

LMU Stabsstelle Kommunikation und Presse | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
https://www.uni-muenchen.de/forschung/news/2020/schraml_nierenzellen.html

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