Damit unser Immunsystem fremde Zellen, und damit potenzielle Angreifer, abwehren kann, muss es sie zunächst erkennen. Greifen uns Bakterien an - beispielsweise Listerien - identifizieren Immunzellen die Listerien an bestimmten Bausteinen. Durch die Aktivierung dieser passenden Rezeptoren erkennen sie Bestandteile von Bakterien und diese Nachricht muss in das Innere der Zellen weitergeleitet werden. Dafür ist für einen hoch-konservierten Erkennungsweg, der auch im Menschen wichtig ist, in allen Immunzellen ein spezielles Adaptermolekül mit dem Namen MyD88 zuständig. Wissenschaftler des Instituts für Infektionsimmunologie am TWINCORE haben nun die Rolle dieses Signalüberträgers untersucht, um das komplexe Zusammenspiel der Immunzellen besser zu verstehen. Das ist die Grundlage, um das Immunsystem später eventuell bei Bakterieninfektionen gezielt aktivieren zu können.
Dendritische Zellen sind eine wichtige Komponente der ersten Verteidigungslinie. Die Frage, die sich die Infektionsimmunologen gestellt haben: Ist eine durch Dendritische Zellen ausgelöste angeborene Immunantwort ausreichend, um einen Organismus vor einer Listerieninfektion zu schützen? In einem gesunden Immunsystem reagieren die Immunzellen sehr schnell auf einen solchen Angriff: Ohne Eingriff des Immunsystems infizieren Listerien Leber und Milz stark. In der Milz wandern die Bakterien in Immunzellen ein (Listerien können speziell in Dendritischen Zellen überleben) und lassen sich von dort aus in andere Zellen schleusen, wodurch sich die Infektion ausbreiten kann. Arbeitet das Immunsystem einwandfrei, wird dieser Weg der Listerien schon an einem sehr frühen Punkt gestoppt. Um die Rolle der Dendritischen Zellen gezielt zu untersuchen, haben die Wissenschaftler den Adapter MyD88 eingesetzt. "Ist das Molekül MyD88 defekt, funktioniert die Immunabwehr gegen Listerien nicht mehr", sagt Catharina Arnold-Schrauf, Wissenschaftliche Mitarbeiterin des Instituts für Infektionsimmunologie am TWINCORE. Auch Menschen mit einem Gendefekt, der die Bildung von funktionstüchtigem MyD88 verhindert, sind sehr anfällig gegenüber speziellen Infektionen und haben ohne Behandlung keine hohe Lebenserwartung. "Um die Rolle des angeborenen Immunsystems zu untersuchen, arbeiten wir mit Mäusen, die ausschließlich in Dendritischen Zellen über das Adaptermolekül MyD88 verfügen", erklärt Catharina Arnold-Schrauf. "Damit schalten wir sozusagen den Erkennungsweg für Listerien bis auf diesen einen Zelltyp aus. Dendritische Zellen sind dann zunächst die einzigen Immunzellen, die bei einem Bakterienangriff reagieren können."
Die Beobachtung der Wissenschaftler ist eindrucksvoll: Die Dendritischen Zellen schütten Botenstoffe aus, die wiederum andere Immunzellen aktivieren und treten damit die Abwehrlawine los, wodurch die Tiere dem Bakterienangriff standhalten können. "Mit diesem Wissen können wir neuartige Impfstoffansätze entwickeln, die Dendritischen Zellen nicht nur den Feind zeigen - wie das bei konventionellen Impfungen geschieht. Wir können nun darüber nachdenken, wie wir Dendritische Zellen gezielt aktivieren, damit sie die vollständige Immunreaktion auslösen", sagt Tim Sparwasser, Leiter des Instituts für Infektionsimmunologie.
Publikation:
Dendritic cells coordinate innate immunity for the control of Listeria monocytogenes infection via MyD88 signaling (2014) Catharina Arnold-Schrauf, Markus Dudek, Anastasia Dielmann, Luigia Pace, Maxine Swallow, Friederike Kruse, Anja A. Kühl, Bernhard Holzmann, Luciana Berod, Tim Sparwasser. Cell Reports
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Tim Sparwasser,<link mail> <link mail>tim.sparwasser(at)twincore.de
Tel: +49 (0)511-220027-201