Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Geheimnis der Gallensteine auf der Spur

10.09.2019

Mechanismen der Gallensteinbildung entschlüsselt

Schon von Grimms Erzählung ist bekannt, dass Steine im Bauch dem Wohlbefinden abträglich sind. Doch während bei Grimm die Steine dem Wolf in den Bauch gelegt werden, bildet unser Körper diese listigerweise von selbst.


Menschliche Galleinsteine sind teilweise verkalkt und zeigen einen schalenförmigen Aufbau.

Bild: Daniela Weidner/Martin Herrmann

Wie Steine im Körper entstehen, war allerdings trotz der Tatsache, dass Gallensteine zu den zehn häufigsten Gründen für einen Krankenhausaufenthalt gehören, bisher unbekannt.

Das Geheimnis der Gallensteine wurde nun von einem Forschungsteam der Medizinischen Kliniken 1 und 3 am Universitätsklinikum der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gelüftet. Die Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift Immunity veröffentlicht.

Steinleiden sind sehr häufig. Etwa 25 Millionen Amerikanerinnen und Amerikaner sowie circa sechs Millionen Deutsche leiden unter Gallensteinen, die nicht nur zu äußerst schmerzhaften Koliken, sondern auch zu lebensbedrohlichen Entzündungen im Bauchraum führen können.

Sehr oft benötigen Steinleiden ein chirurgisches Vorgehen, um diese Fremdkörper zu entfernen. Erstaunlicherweise war bisher nur sehr wenig darüber bekannt, wie Steine entstehen und wie diese zusammengesetzt sind. Bekannt war zwar, dass Kristalle an der Bildung von Steinen beteiligt sind, im Falle von Gallensteinen sind es meist Cholesterinkristalle. Wie aber aus einem mikroskopisch kleinen Kristall ein Stein wird, war bisher nicht erforscht und konnte nun aufgeklärt werden.

Dabei ging das Team um Dr. Luis Munoz, Sebastian Böltz und Prof. Dr. Martin Herrmann von der Medizinischen Klinik 3, die im Sonderforschungsbereich 1181 sowie im Deutschen Zentrum für Immuntherapie (DZI) zusammenarbeiten und dabei von einem Team um Dr. Moritz Leppkes und Prof. Dr. Markus F. Neurath, Medizinische Klinik 1 der FAU, unterstützt wurden, einen unkonventionellen Weg, der sie in Museen, Schlachthöfe und Operationssäle führte.

Sie untersuchten menschliche Steine aus der Museumssammlung der Charité in Berlin, Gallenflüssigkeit von Schweinen vom Schlachthof sowie Steine und Gallenflüssigkeit von Patientinnen und Patienten, die sich operativen Eingriffen des Bauchraumes unterzogen haben.

In der eingehenden Untersuchung dieses Materials mit modernsten Methoden konnte das Team eine sehr überraschende Entdeckung machen: Alle Gallensteine sind übersäht von Spuren einer speziellen Form der weißen Blutkörperchen – den neutrophilen Granulozyten.

Diese Zellen gelten als erste Abwehrfront des Körpers und schlagen nicht nur auf Bakterien und anderen Keime an, sondern erkennen auch Kristalle als Gefahr. Beim Versuch diese aufzunehmen, sterben sie und stülpen ihre Erbsubstanz wie ein Netz über die Kristalle. Diese Netze – englisch NETs für Neutrophil Extracellular Traps – winden sich um die Kristalle, verklumpen diese und lassen so Steine entstehen, die manchmal erstaunliche Ausmaße annehmen können.

„Wir beobachteten, dass die freigesetzten Netze in der bereits klebrigen Gallenflüssigkeit, Kalzium- und Cholesterinkristalle verklumpen und so Gallensteine geformt werden. Wird die Bildung von Netzen pharmakologisch gehemmt, kann die Gallensteinbildung stark verringert oder sogar aufgehoben werden“ sagt Dr. Munoz.

Durch diese Entdeckung ergeben sich neue bisher ungeahnte Möglichkeiten der Behandlung von Gallensteinen. Interessant könnte ein einfacher pharmakologischer Ansatzpunkt sein: die Verwendung von Metoprolol, eines sogenannten Beta-Blockers, der bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Behandlung von Bluthochdruck eingesetzt wird. Metoprolol hindert neutrophile Granulozyten daran, aus der Blutbahn in das Gewebe zu gelangen und reduziert damit die Kapazität, Netze und damit Gallensteine zu bilden.

Des Weiteren sind bereits spezifische Hemmer der Netzbildung von neutrophilen Granulozyten bekannt, sogenannte PAD-Hemmer, die sehr effizient die Bildung von experimentell-induzierten Gallensteinen hemmen und damit die Bedeutung des Immunsystems bei der Bildung dieser Strukturen beweisen konnten.

Das FAU-Forschungsteam weist zudem darauf hin, dass dieser Prozess nicht nur bei Gallensteinen von zentraler Bedeutung ist, sondern auch bei anderen Steinleiden, wie Nieren- oder Speicheldrüsensteinen entscheidend sein dürfte.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Luis Munoz
Tel.: 09131/85-36990
luis.munoz@uk-erlangen.de

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.07.002

Dr. Susanne Langer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fau.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Erkenntnisse zur Schlaganfall-Rehabilitation: Entspannung besser als Laufbandtraining?
19.09.2019 | Universität Greifswald

nachricht Forscher entwickeln "Landkarte" für Krebswachstum
19.09.2019 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 'Nanochains' could increase battery capacity, cut charging time

How long the battery of your phone or computer lasts depends on how many lithium ions can be stored in the battery's negative electrode material. If the battery runs out of these ions, it can't generate an electrical current to run a device and ultimately fails.

Materials with a higher lithium ion storage capacity are either too heavy or the wrong shape to replace graphite, the electrode material currently used in...

Im Focus: Nervenzellen feuern Hirntumorzellen zum Wachstum an

Heidelberger Wissenschaftler und Ärzte beschreiben aktuell im Fachjournal „Nature“, wie Nervenzellen des Gehirns mit aggressiven Glioblastomen in Verbindung treten und so das Tumorwachstum fördern / Mechanismus der Tumor-Aktivierung liefert Ansatzpunkte für klinische Studien

Nervenzellen geben ihre Signale über Synapsen – feine Zellausläufer mit Kontaktknöpfchen, die der nächsten Nervenzelle aufliegen – untereinander weiter....

Im Focus: Stevens team closes in on 'holy grail' of room temperature quantum computing chips

Photons interact on chip-based system with unprecedented efficiency

To process information, photons must interact. However, these tiny packets of light want nothing to do with each other, each passing by without altering the...

Im Focus: Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD), der Universität Hamburg und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hat eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. Sie macht es bedeutend einfacher, enzymatische Reaktionen auszulösen, da hierzu ein Cocktail aus kleinen Flüssigkeitsmengen und Proteinkristallen angewandt wird. Ab dem Zeitpunkt des Mischens werden die Proteinstrukturen in definierten Abständen bestimmt. Mit der dadurch entstehenden Zeitraffersequenz können nun die Bewegungen der biologischen Moleküle abgebildet werden.

Die Funktionen von Biomolekülen werden nicht nur durch ihre molekularen Strukturen, sondern auch durch deren Veränderungen bestimmt. Mittels der...

Im Focus: Happy hour for time-resolved crystallography

Researchers from the Department of Atomically Resolved Dynamics of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) at the Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, the University of Hamburg and the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) outstation in the city have developed a new method to watch biomolecules at work. This method dramatically simplifies starting enzymatic reactions by mixing a cocktail of small amounts of liquids with protein crystals. Determination of the protein structures at different times after mixing can be assembled into a time-lapse sequence that shows the molecular foundations of biology.

The functions of biomolecules are determined by their motions and structural changes. Yet it is a formidable challenge to understand these dynamic motions.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

92. Neurologie-Kongress: Mehr als 6500 Neurologen in Stuttgart erwartet

20.09.2019 | Veranstaltungen

Frische Ideen zur Mobilität von morgen

20.09.2019 | Veranstaltungen

Thermodynamik – Energien der Zukunft

19.09.2019 | Veranstaltungen

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

Ferroelektrizität verbessert Perowskit-Solarzellen

20.09.2019 | Energie und Elektrotechnik

HD-Mikroskopie in Millisekunden

20.09.2019 | Biowissenschaften Chemie

Kinobilder aus lebenden Zellen: Forscherteam aus Jena und Bielefeld 
verbessert superauflösende Mikroskopie

20.09.2019 | Medizintechnik

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