Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtiger Regulator des Immunsystems entschlüsselt

19.01.2016

Plasmazellen sind wichtige Akteure des Immunsystems. Wissenschaftler am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien und am Walter and Eliza Hall Institute (WEHI) in Melbourne charakterisierten einen zentralen Regulator der Plasmazell-Funktion. Die Erkenntnisse der beiden Teams werden heute in zwei aufeinander folgenden Studien im Journal Nature Immunology veröffentlicht.

Unsere Umgebung ist voll von schädlichen Mikroorganismen und Viren. Wir überleben diese täglichen Angriffe nur dank unseres Immunsystems, das diese Eindringlinge auf vielfältige Art unschädlich machen kann. Bei der Immunabwehr spielen die Plasmazellen eine zentrale Rolle, da sie Infektionen bekämpfen und langfristigen Schutz vor Krankheitserregern vermitteln.


Querschnitt durch eine Plasmazelle (schematische Darstellung)

IMP

Plasmazellen sind weiße Blutkörperchen, die aus B-Zellen hervorgehen und die ausführenden Organe der humoralen Immunantwort darstellen. Ihre Funktion ist die Produktion von Antikörpern, die in großer Menge an das Blut abgegeben werden und somit schädliche Eindringlinge im ganzen Körper neutralisieren können.

Eine aktive Plasmazelle kann bis zu 10 000 Antikörpermoleküle in der Sekunde produzieren und ins Blut einschleusen. Diese Höchstleistung ist sogar im Mikroskop sichtbar: die Zellen sind vollgepackt mit Membran-umhüllten Bläschen (dem endoplasmatischen Retikulum), die für die Entstehung und Sekretion der Antikörper verantwortlich sind.

Damit Plasmazellen entstehen, müssen B-Zellen durch körperfremde Stoffe (Antigene) aktiviert werden. Die zunächst gebildeten Plasmablasten wandern in das Knochenmark und überdauern dort als äußerst langlebige Plasmazellen viele Jahre bis Jahrzehnte. Auf diesem immunologischen Gedächtnis der Plasmazellen beruht auch der anhaltende Schutz von Impfungen.

Zentrale Rolle von Blimp1 bei der Plasmazellentwicklung

Wissenschaftler kennen die Entstehung und Aufgaben von Plasmazellen sehr genau und schon recht lange. Doch wie diese Prozesse eingeleitet und reguliert werden, war im Detail bisher nicht bekannt. Ein Team um Meinrad Busslinger, Senior Scientist und stellvertretender Direktor am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien, fand nun einen wichtigen Schlüssel zur Funktion von Plasmazellen.

In einem fünfjährigen Projekt konnten die Forscher die Wirkungsweise des Faktors Blimp1 als zentralen Regulator der Plasmazellentwicklung entschlüsseln. Das Wissenschaftsjournal Nature Immunology veröffentlicht heute die Ergebnisse des Wiener Teams sowie eine zweite Arbeit australischer Forscher, deren Projekt zum Teil auf den Daten aus Wien aufbaut.

In detailreichen Studien an Mauszellen wurden am IMP alle Gene identifiziert, die an der Bildung von Plasmazellen beteiligt sind. Die Autorin Martina Minnich, auf deren Doktorarbeit die Publikation beruht, beschreibt das Resultat:

“Wir fanden, dass mehr als die Hälfte dieser Gene von Blimp1 reguliert werden. Diesem Faktor kommt somit eine zentrale Bedeutung zu. Erstmals konnten wir auch zeigen, dass Blimp1 Gene nicht nur ausschalten, sondern auch einschalten kann. Dies ist eine wichtige Erkenntnis für das Verständnis der Plasmazellentwicklung.“

Meinrad Busslinger fasst die Ergebnisse so zusammen: „Der Faktor Blimp1 kontrolliert die meisten der essenziellen Funktionen von Plasmazellen. Er steuert unter anderem ihre Mobilität und Wanderung in das Knochenmark, die enorme Vergrößerung des endoplasmatischen Retikulums und die Hochregulierung der Antikörperproduktion. Ohne Blimp1 gibt es keine Antikörper-vermittelte Immunität.“

Keine Antikörper ohne Blimp1

Während Blimp1 für die Entstehung der Plasmazellen essenziell ist, überleben ausgereifte Plasmazellen auch ohne diesen Faktor. Sie sind jedoch nicht funktionstüchtig, da sie ohne Blimp1 keine Antikörper produzieren können. Dieses unerwartete Resultat ist das Ergebnis von Studien am Walter and Eliza Hall Institute (WEHI) in Melbourne, Australien. Stephen Nutt, Hauptautor dieser zweiten Studie, arbeitete mit dem IMP-Team zusammen und konnte somit bei seinem Projekt auf Daten aus Wien zugreifen.

Das Verständnis der vielfältigen Funktionen von Blimp1 ist nicht nur für die Immunabwehr, sondern auch für andere medizinische Fragestellungen äußerst relevant. Mutationen im Blimp1-Gen können etwa dazu führen, dass B-Zellen in ihrer Entwicklung blockiert werden und so zur Entstehung eines bösartigen Tumors, des sogenannten Lymphoms, beitragen. Zudem kommt es nicht selten vor, dass sich normalerweise ruhende Plasmazellen unkontrolliert vermehren und zu einem Plasmazell-Tumor oder multiplen Myelom entwickeln.

Ein weiterer Aspekt des Immunsystems, der medizinisch von höchster Bedeutung ist, sind die vielfältigen Autoimmun-Erkrankungen. Schwere Schädigungen von Organen und Geweben, wie etwa beim systemischen Lupus erythematodes (SLE), sind die Folge einer fehlgeleiteten Immunreaktion, bei der sich die Antikörper von Plasmazellen gegen das eigene Gewebe richten.

Laut Meinrad Busslinger haben „die veröffentlichen Entdeckungen tiefen Einblick in das Innenleben der Plasmazelle ermöglicht. Allerdings haben sie auch neue interessante Fragen aufgezeigt, denen wir in unserer zukünftigen Forschung nachgehen werden.“


Originalpublikationen

Multifunctional role of the transcription factor Blimp-1 in coordinating plasma cell differentiation. Martina Minnich et al. Nature Immunology online, 18. Januar 2016; doi:10.1038/ni.3349

Blimp1 controls plasma cell function through regulation of immunoglobulin secretion and the unfolded protein response. Julie Tellier et al. Nature Immunology online, 18. Januar 2016; 10.1038/ni.3348


Über das IMP
Das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie betreibt in Wien biomedizinische Grundlagenforschung. Hauptsponsor ist der internationale Unternehmensverband Boehringer Ingelheim. Mehr als 200 Forscherinnen und Forscher aus über 30 Nationen widmen sich am IMP der Aufklärung grundlegender molekularer und zellulärer Vorgänge, um komplexe biologische Phänomene im Detail zu verstehen. Die bearbeiteten Themen umfassen die Gebiete der Zell- und Molekularbiologie, Neurobiologie, Krankheitsentstehung sowie Bioinformatik. Das IMP ist Gründungsmitglied des Vienna Biocenter, Österreichs Leuchtturm im internationalen Konzert molekularbiologischer Top-Forschung.

Pressekontakt:
Heidemarie Hurtl
IMP Communications
Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie
Dr. Bohr-Gasse 7
A 1030 Wien
T: +43 1 79730 3625
E: hurtl(at)imp.ac.at

Weitere Informationen:

http://www.imp.ac.at/news/press-releases
http://www.nature.com/ni/journal/vaop/ncurrent/pdf/ni.3349.pdf

Dr. Heidemarie Hurtl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hepatitis C-Viren erfolgreich ausschalten
25.03.2019 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Molekulares Doping
25.03.2019 | Universität Leipzig

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: Hochdruckwasserstrahlen zum flächigen Materialabtrag von hochfesten Werkstoffen erprobt

Beim Fräsen hochfester Werkstoffe wie Oxidkeramik oder Sondermetalle – und besonders bei der Schruppbearbeitung – verschleißen Werkzeuge schnell. Für Unternehmen ist die Bearbeitung dieser Werkstoffe deshalb mit hohen Kosten verbunden. Im Projekt »HydroMill« hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen mit seinen Projektpartnern nun gezeigt, dass sich der Hochdruckwasserstrahl zum flächigen Materialabtrag von hochfesten Werkstoffen eignet. War der Einsatz von Wasserstrahlen bislang auf die Schneidbearbeitung beschränkt, zeigen die Projektergebnisse, wie sich hochfeste Werkstoffe kosten- und ressourcenschonender als bisher flächig abtragen lassen.

Diese neue und zur konventionellen Schruppbearbeitung alternative Anwendung der Wasserstrahlbearbeitung untersuchten die Aachener Ingenieure gemeinsam mit...

Im Focus: Die Zähmung der Lichtschraube

Wissenschaftler vom DESY und MPSD erzeugen in Festkörpern hohe-Harmonische Lichtpulse mit geregeltem Polarisationszustand, indem sie sich die Kristallsymmetrie und attosekundenschnelle Elektronendynamik zunutze machen. Die neu etablierte Technik könnte faszinierende Anwendungen in der ultraschnellen Petahertz-Elektronik und in spektroskopischen Untersuchungen neuartiger Quantenmaterialien finden.

Der nichtlineare Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer (HHG) in Gasen ist einer der Grundsteine der Attosekundenwissenschaft (eine Attosekunde ist ein...

Im Focus: The taming of the light screw

DESY and MPSD scientists create high-order harmonics from solids with controlled polarization states, taking advantage of both crystal symmetry and attosecond electronic dynamics. The newly demonstrated technique might find intriguing applications in petahertz electronics and for spectroscopic studies of novel quantum materials.

The nonlinear process of high-order harmonic generation (HHG) in gases is one of the cornerstones of attosecond science (an attosecond is a billionth of a...

Im Focus: Magnetische Mikroboote

Nano- und Mikrotechnologie sind nicht nur für medizinische Anwendungen wie in der Wirkstofffreisetzung vielversprechende Kandidaten, sondern auch für die Entwicklung kleiner Roboter oder flexibler integrierter Sensoren. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) haben mit einer neu entwickelten Methode magnetische Mikropartikel hergestellt, die den Weg für den Bau von Mikromotoren oder die Zielführung von Medikamenten im menschlichen Körper, wie z.B. zu einem Tumor, ebnen könnten. Die Herstellung solcher Strukturen sowie deren Bewegung kann einfach durch Magnetfelder gesteuert werden und findet daher Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen.

Die magnetischen Eigenschaften eines Materials bestimmen, wie dieses Material auf das Vorhandensein eines Magnetfeldes reagiert. Eisenoxid ist der...

Im Focus: Magnetic micro-boats

Nano- and microtechnology are promising candidates not only for medical applications such as drug delivery but also for the creation of little robots or flexible integrated sensors. Scientists from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) have created magnetic microparticles, with a newly developed method, that could pave the way for building micro-motors or guiding drugs in the human body to a target, like a tumor. The preparation of such structures as well as their remote-control can be regulated using magnetic fields and therefore can find application in an array of domains.

The magnetic properties of a material control how this material responds to the presence of a magnetic field. Iron oxide is the main component of rust but also...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung 2019 für Nuklearmedizin in Bremen

21.03.2019 | Veranstaltungen

6. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage vom 25. bis 26.3. 2019

21.03.2019 | Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

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

Nieten, schrauben, kleben im Flugzeugbau: Smarte Mensch-Roboter-Teams meistern agile Produktion

25.03.2019 | HANNOVER MESSE

Auf der Suche nach der verschwundenen Antimaterie: Messungen mit Belle II erfolgreich gestartet

25.03.2019 | Physik Astronomie

HEIDENHAIN auf der CONTROL 2019: Belastbare Systeme für mehr Genauigkeit und Zuverlässigkeit

25.03.2019 | Messenachrichten

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