Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden

23.08.2017

Im Rahmen einer schweren bakteriellen Infektionserkrankung, zum Beispiel ausgelöst durch Listerien, kann das Immunsystem bei dem Versuch, diese Infektion zu bekämpfen, derart aktiviert werden, dass die daraus resultierende Entzündungsreaktion und deren Folgen rasch zum Tod führen.

WissenschafterInnen der Medizinischen Universität Wien und den Max F. Perutz Laboratories von MedUni Wien und Universität Wien unter der Leitung von Gerhard Zlabinger vom Institut für Immunologie konnten nun im Tiermodell nachweisen, dass eine derart überschießende Reaktion des Immunsystems durch eine gezielte Manipulation des Zucker-Stoffwechsels so reguliert werden kann, dass eine Immunantwort mit effizienter Elimination der Erreger ohne schädigende Nebenreaktionen resultiert.


Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden

Foto: shutterstock

Quelle: Medical University of Vienna / AlphaGalileo

Das wird erreicht, indem man eine spezielle Zuckerverbindung während der Infektion zur Anwendung bringt, die sogenannte 2-Deoxy-D-Glukose (2-DG). Dieses Zuckermolekül unterscheidet sich von Glukose durch das Fehlen einer Hydroxylgruppe, bestehend aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom.

Durch die Gabe von 2-DG, welches eine Hemmung der Glykolyse bewirkt, erfolgt eine gesteigerte Ausschüttung von Interleukin 12 (IL-12), einem pro-inflammatorischen Zytokin, während die Produktion von Interleukin 10, einem anti-entzündlich wirkenden Zytokin, gehemmt wird.

Eine der wichtigsten Funktionen von IL-12 ist das Auslösen einer zur zellulären Immunabwehr gehörenden speziellen T-Zellen-Immunantwort, die insbesondere Abwehrmechanismen ankurbelt, die der Elimination von intrazellulären Erregern (wie beispielsweise Listerien) dienen.

„Durch die Gabe von 2-DG ändert sich offensichtlich die Art der Immunantwort und somit auch die Intensität der Entzündungsvorgänge“, erklärt Gerhard Zlabinger, Immunologe von der MedUni Wien. „Die Entzündung wird derart moduliert, dass das Immunsystem wieder in der Lage ist, das Geschehen selbst zu beherrschen, ohne dass es zu einem letalen Ausgang der Infektion kommt. Wir drücken damit sozusagen die Reset-Taste und verhindern dadurch überschießende Entzündungsreaktionen.“

Der zugrundeliegende Mechanismus ist noch nicht bekannt. Eine Rolle dürfte dabei laut Johannes Kovarik, dem Erstautor der Studie, auch die Ausprägung von IL-12 spielen, das von zwei verschiedenen Ketten (p35 bzw. p40) gebildet werden kann. Nach Gabe von 2-DG wird nur p40 hoch reguliert, während kein p35 produziert wird. Dieses modifizierte Zytokinprofil (es kommt gleichzeitig auch zu einer Steigerung der IL-23 Expression) könnte in weiterer Folge eine geänderte Rekrutierung von Immunzellen bedingen und somit die Ausprägung der Immunreaktion entscheidend beeinflussen.

„Unsere Studie ist ein hervorragendes Beispiel für die Bedeutung des Immunmetabolismus, das heißt der veränderten Verstoffwechslung von essenziellen Nährstoffen durch aktivierte Zellen des Immunsystems“, erklärt MFPL-Gruppenleiter Thomas Decker. „Wir waren zutiefst erstaunt darüber, in welchem Maße Mäuse durch die Inhibition des Glukosestoffwechsels gegen  bakterielle Infektionen resistent wurden. Die metabolische Umsteuerung resultiert in einem push-pull Effekt: Erhöhte Ausschüttung aktivierender bei gleichzeitiger Hemmung immunsuppressiver Mediatoren“.   

Eine Manipulation des Zuckerstoffwechels und die damit einhergehende Regulierung des Immunsystems könnten in Zukunft bei speziellen Infektions- und auch Autoimmunerkrankungen neue Behandlungsoptionen eröffnen. Dazu sind natürlich noch weitere Forschungsarbeiten – am Institut für Immunologie der MedUni Wien wurden dazu bereits einige Projekte initiiert – notwendig.

http://www.meduniwien.ac.at

Johannes Angerer | AlphaGalileo
Weitere Informationen:
http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=178246&CultureCode=de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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