Verstopfung in Abwehrzellen löst Entzündung aus
Erstmals Zusammenhang zwischen Filtern von Gewebsflüssigkeit und
chronischen Entzündungen aufgedeckt
So wie Wale während ihres Fressvorgangs Unmengen an Wasser aufnehmen und
dann ihre Nahrung herausfiltern, nehmen auch Fresszellen des Immunsystems
große Mengen an Gewebsflüssigkeit auf, um diese anschließend in
zellinneren Bläschen, den Vakuolen, zu filtern. Im Rahmen dieser
Filtration muss es der Zelle gelingen, gewaltige Mengen an Wasser wieder
abzugeben, den Inhalt der Vakuolen zu konzentrieren, zu verdauen und zu
inspizieren, um so das Gewebe und ablaufende Vorgänge zu kontrollieren.
Ein Forschungsteam um Dr. Stefan Uderhardt am Universitätsklinikum
Erlangen der Friedrich-Alexander-Universitä
konnte in Kooperation mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in den
USA, Kanada und Großbritannien aufschlüsseln, welche biochemischen
Vorgänge die Wasserbewegungen während der Filtration regulieren und so das
Immunsystem im Gleichgewicht halten. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen
einen direkten Zusammenhang zwischen grundlegenden, zellbiologischen
Vorgängen und der Entstehung von Entzündung. Ihre Erkenntnisse wurden nun
in der Zeitschrift Science veröffentlicht*.
Um unseren Körper effektiv schützen zu können, müssen Abwehrzellen, wie
die Makrophagen, in dauernden Austausch mit ihrer Umgebung stehen. Durch
die kontinuierliche Aufnahme großer Mengen an Gewebsflüssigkeit und dem
anschließenden Filtern dieser Flüssigkeit in zellinneren Bläschen, den
Vakuolen, sind diese Zellen in der Lage, ihre Umgebung genauestens zu
sondieren und bei Bedrohung schnell zu reagieren. Doch welche molekularen
Mechanismen es den Abwehrzellen ermöglichen ihren Flüssigkeitshaushalt
während dieses Aufnahmevorgangs zu regulieren und damit die
Filtrationsfunktion überhaupt möglich machen war bisher nicht bekannt.
Durch einen kombinierten Ansatz aus modernster Mikroskopietechnik und
neuartiger intravitaler Bildgebung gelang es dem internationalen
Forschungsteam, die beteiligten molekularen Vorgänge in isolierten
Zellkulturen sowie in lebendem Gewebe zu beschreiben. „Wir konnten
spezifische kanal-aktivierende Enzyme und Elektrolytkanäle in Immunzellen
identifizieren, welche an Schlüsselpunkten dieses zelleigenen
Verdauungsapparates die Auflösung der Vakuolen initiierten und für die
Überwachungsfunktion der Gewebsmakrophagen verantwortlich sind,“ sagt Dr.
Stefan Uderhardt, Arbeitsgruppenleiter in der Medizinischen Klinik 3 –
Rheumatologie und Immunologie (Direktor: Prof. Dr. Georg Schett). Wenn
diese Enzyme fehlen oder medikamentös blockiert werden, kann die
Gewebsflüssigkeit nicht aus den Vakuolen entweichen, so dass die Zelle
„verstopft“ und ihre Abwehrfunktion gestört ist.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen erstmalig einen direkten
Zusammenhang zwischen grundlegenden zellbiologischen Vorgängen wie der
Aufnahme und Verarbeitung von Gewebsflüssigkeit und chronischen
Entzündungen. Es scheint, dass bei Krankheitszuständen wie
Fettstoffwechselstörungen, Autoimmunerkrankungen und chronischen
Entzündungen diese molekularen Mechanismen gestört sein können, so dass es
zu einem erhöhten Risiko für die Entstehung entzündlicher Erkrankungen
kommt.
In Zukunft werden die Forscherinnen und Forscher untersuchen, inwieweit
Störungen dieser „Filteraktivität“ tatsächlich an der Entstehung
chronisch-entzündlicher, insbesondere rheumatologischer Erkrankungen,
beteiligt sind. Langfristiges Ziel dabei ist, potenzielle Ansätze für
innovative und zielgerichtete Therapiemöglichkeiten zur Prävention und
Therapie von Entzündungen zu entwickeln.
* https://science.sciencemag.org
