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14.05.2017

Eine aktuelle Studie, die in dieser Woche in der Fachzeitschrift Science publiziert wurde, konnte erstmals zwei Proteine identifizieren, die bei der Abwehr von Parasiten und Bakterien und bei der Regeneration von Lungen- und Lebergewebe eine entscheidende Rolle spielen. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft dazu beitragen, neue Therapieansätze bei der Behandlung infektiöser und fibrotischer Erkrankungen zu entwickeln.

Die körpereigene Kontrolle parasitär ausgelöster Infektionen setzt eine spezialisierte Kombination aus Immunsignalen und Immunzellen voraus,  die Typ 2 Immunantwort (IL-4) genannt wird. Auch die Regeneration von Geweben nach Infektion mit Würmern oder Bakterien ist durch diese Typ 2 Antworten vermittelt. Andererseits können Typ 2 Immunantworten, falls nicht angemessen kontrolliert,  zur Entwicklung von Krankheiten wie Fibrose oder Asthma führen.

Makrophagen – auch Fresszellen genannt - sind ein zentraler Bestandteil des menschlichen Immunsystems. Abhängig von den Signalen, durch die sie aktiviert werden, können sie sowohl zum Schutz des Körpers gegen Infektionen beitragen als auch die Gewebereparatur fördern. Allerdings war  die organspezifische Regulation von Signalen, die diese Funktionen der Makrophagen in unseren Geweben vermitteln, bisher ungeklärt.

In einer aktuellen Untersuchung konnten nun erstmals gewebsspezifische Signale identifiziert werden, die substantiell zur Steigerung der Abwehr von Pathogenen und zur Regeneration menschlicher Gewebsstrukturen beitragen. Diese Studie wurde federführend durch die Universitäten  Manchester, Prof. Judith Allen, und Madrid, Prof. Cristina Casals und Dr. Carlos Minutti, durchgeführt. Ferner waren die Universität Edinburgh, die Pennsylvania State University  und das Forschungszentrum Borstel, unter der Leitung von Prof. Cordula Stamme (Forschungsgruppe Zelluläre Pneumologie sowie Universität Lübeck), an der Durchführung dieser richtungweisenden Arbeit beteiligt.

Die Wissenschaftler untersuchten gewebsspezifische Signale der Lunge und der Leber von Mäusen, die mit parasitären Würmern oder Bakterien infiziert wurden. Dabei wurden zwei Proteine identifiziert, die für eine lokale Steigerung der Typ 2 Immunantwort notwendig sind. In der Lunge handelt es sich dabei um Surfactant Protein A, einem Hauptbestandteil der die Alveolen auskleidenden Lipoproteinsubstanz (Surfactant), die physiologisches Atmen ermöglicht. Im Gewebe der Leber wurde das strukturell ähnliche Protein C1q identifiziert. Beide Proteine binden an denselben Rezeptor, Myosin 18A, auf ortsständigen Makrophagen und verstärken auf diesem Weg Typ 2 Immunantworten, die für den Schutz und die Regeneration von Gewebe zuständig sind. In einem weiteren Modell konnte gezeigt werden, daß C1q ebenfalls dafür notwendig ist, den fibrotischen Umbau im Peritoneum zu steigern.

Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Meilenstein für das Verständnis des menschlichen Immunsystems und könnten dazu beitragen, neue Medikamente und organspezifische Behandlungsmethoden für infektiöse und fibrotische Erkrankungen zu entwickeln.

Quelle:
Minutti et al. (2017): Local amplifiers of IL-4Rα–mediated macrophage activation promote repair in lung and liver, Science 11 May 2017
DOI: 10.1126/science.aaj2067

Corresponding authors:
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Kontakt am FZB:
Prof. Dr. Cordula Stamme
Leiterin der Forschungsgruppe Zelluläre Pneumologie
Forschungszentrum Borstel
Telefon: 04527-188-5810
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