Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Natürliche Killerzellen verfügen über ein Gedächtnis

08.06.2016

Forscher der Universität Bonn und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben einen neuen Mechanismus entschlüsselt, wie das Immunsystem spezifisch die Pigmentzellen der Haut angreifen kann. Natürlichen Killerzellen wurde bislang in Abrede gestellt, über ein immunologisches Gedächtnis für das körpereigene Gewebe zu verfügen. Die Forscher wiesen jetzt nach, dass sich diese Abwehrzellen bei häufigerem Kontakt mit einem Kontaktallergen an die Pigmentzellen „erinnern“. Die Ergebnisse liefern womöglich neue Einblicke in das Entstehen der Weißfleckenkrankheit Vitiligo und eröffnen neue Optionen für die Behandlung des Schwarzen Hautkrebses. „Immunity“ berichtet nun darüber.

Die Pigmentzellen der Haut sind als Schutzschild vor UV-Strahlung unentbehrlich. Die häufig erwünschte Sommerbräune kann sich aber nur durch das Pigmentzell-Enzym Tyrosinase bilden. Je mehr die Sonne vom Himmel brennt, desto mehr Pigmente werden durch dieses Enzym gebildet.


Dr. Jasper van den Boorn, Prof. Dr. Gunther Hartmann und Prof. Dr. Veit Hornung im Labor des Instituts für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des Universitätsklinikums Bonn.

© Foto: Rolf Müller/Ukom UKB

Der Wirkstoff Monobenzon kann dieses Enzym spezifisch blockieren und dadurch eine Stressreaktion auslösen. Daraufhin greift das Immunsystem die betroffenen Pigmentzellen an. Eine häufige Folge ist die „Weißfleckenkrankheit“ (Vitiligo), die zu pigmentfreien Flächen auf der Haut führt.

Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Vitiligo ein geringeres Risiko haben, am gefürchteten Schwarzen Hautkrebs zu erkranken. Ein möglicher Weg zur Behandlung dieser Krebsart könnte es sein, mit dem Tyrosinase-Blocker Monobenzon Vitiligo aktiv auszulösen.

„Man möchte also eine weniger schlimme Erkrankung als Waffe gegen den Schwarzen Hautkrebs einsetzen“, sagt Dr. Jasper van den Boorn vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie der Universität Bonn, der zuvor in seiner Doktorarbeit an der Universität von Amsterdam diesen Zusammenhang erforscht und die prinzipielle Machbarkeit dieser Option nachgewiesen hat.

Kontaktallergen muss erst „scharf“ gemacht werden

„Allerdings war bislang der anfängliche Mechanismus unklar, wie das Immunsystem die Monobenzon-exponierte Pigmentzellen als gefährlich erkennt und angreift“, berichtet Prof. Dr. Veit Hornung, der von der Universität Bonn kürzlich an die Ludwig-Maximilians-Universität München gewechselt ist. Bekannt ist, dass Monobenzon eine kontaktsensibilisierende Wirkung auf die pigmentierte Haut hat:

Prinzipiell ist dieser Stoff alleine inaktiv. Erst wenn Monobenzon an die Tyrosinase andockt, entsteht daraus ein sogenanntes Hapten in der Pigmentzelle. Dies ist nun eine „körperfremde“ Struktur, die das Immunsystem spezifisch aktivieren kann. Diesen Weg vollzogen die Forscher der Universität Bonn im Detail an Mäusen nach, indem sie mehrfach hintereinander Monobenzon in niedrigen Dosen auf die Haut der Nager aufbrachten.

Wie die Immunabwehr der Tiere auf dieses Hapten reagierte, verblüffte die Forscher. „Normalerweise mobilisiert das Immunsystem eine Mischung verschiedener weißer Blutzellen, um hapten-exponierte Gewebe anzugreifen“, berichtet Dr. van den Boorn. „Die mehrfache Monobenzon-Exposition brachte aber nur die Natürlichen Killer Zellen dazu, Pigmentzellen zu erkennen und zu attackieren.“

Natürliche Killerzellen gehören zum angeborenen Immunsystem und töten abnormale Zellen - wie Krebszellen oder virusinfizierte Zellen. Bisher wurde ihnen von der Wissenschaft in Abrede gestellt, über ein immunologisches Gedächtnis für körpereigene Gewebe zu verfügen, und diese spezifisch attackieren zu können. Dieses Phänomen wurde bislang nur den T- und B-Lymphozyten zugeschrieben.

„Unsere Ergebnisse zeigen jedoch eindeutig, dass die Natürlichen Killerzellen ebenfalls eine nachhaltige und effektive Immunreaktion gegen körpereigene Pigmentzellen und damit auch gegen schwarze Hautkrebszellen bewerkstelligen können“, sagt Prof. Dr. Gunther Hartmann, Direktor des Instituts für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie der Universität Bonn.

Diesen Beweis erbrachten die Forscher, indem sie den Versuch an Mäusen wiederholten, die keine T- und B-Lymphozyten bilden konnten. Trotzdem kam es bei den Tieren zu den weißen Flecken im Fell sowie zur Vernichtung von schwarzen Hautkrebszellen, weil die Natürlichen Killerzellen die Pigmentzellen angriffen.

Das NLRP3-Inflammasom dient als „Checkpoint“

Für diese Immunantwort musste erst noch ein Kontrollpunkt grünes Licht geben: das NLRP3-Inflammasom. „Es handelt sich dabei um einen Proteinkomplex, der mehrere Signalinformationen in Makrophagen, das sind spezielle Fresszellen im Gewebe, zusammenführt. Diese Zellen entscheiden dann, ob Immunzellen sowie die Natürlichen Killerzellen den Marschbefehl erhalten“, erläutert Prof. Dr. Veit Hornung. Setzten die Forscher diesen „Checkpoint“ außer Gefecht, dann löste das Monobenzon-Tyrosinase-Hapten nicht die gewünschte Immunreaktion aus.

Die Resultate eröffnen möglicherweise neue Therapieoptionen für die Behandlung des Schwarzen Hautkrebses, zeigen eine neue Art der Immunerkennung und könnten sogar neue Einblicke in das Entstehen der „Weißfleckenkrankheit“ Vitiligo liefern.

Publikation: Jasper G. van den Boorn, Christopher Jakobs, Christian Hagen, Marcel Renn, Rosalie M. Luiten, Cornelis J.M. Melief, Thomas Tüting, Natalio Garbi, Gunther Hartmann & Veit Hornung: Inflammasome-dependent induction of adaptive NK cell memory, Immunity, DOI: 10.1016/j.immuni.2016.05.008

Kontakt für die Medien:

Dr. Jasper van den Boorn
Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie
Universitätsklinikum Bonn
Tel. 0228/28751143
E-Mail: jvdboorn@uni-bonn.de

Prof. Dr. Veit Hornung
Genzentrum und Department für Biochemie
Ludwig-Maximilians-Universität München
Tel. 089/2180711110
E-Mail: hornung@genzentrum.lmu.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kokosöl verlängert Leben bei peroxisomalen Störungen
20.06.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Überdosis Calcium
19.06.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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