Wissenschaftler entdecken neuen Weg, sich selbst von anderen zu unterscheiden

Wissenschaftler entdecken neuen Weg, sich selbst von anderen zu unterscheiden
Wissenschaftler entdecken neuen Weg, sich selbst von anderen zu unterscheiden
Anonim

St. Louis, 16. Juni 2000 – Immunologen haben ein wichtiges Dogma in Frage gestellt und einen neuen Weg entdeckt, wie der Körper seine Zellen von fremden Zellen unterscheidet, so dass er Mikroben zerstören kann, ohne sich selbst zu schaden. Die Ergebnisse deuten auf einen neuen Ansatz für Autoimmunerkrankungen und Eierstockkrebs hin. Sie werden in der Science-Ausgabe vom 16. Juni berichtet.

Wie Militärpersonal müssen Zellen, die schädliche Bakterien und Parasiten töten, Eindringlinge erkennen, damit sie ihre Kollegen nicht mit freundlichem Feuer zerstören. Bisher dachten Wissenschaftler, dass nur Immunzellen, sogenannte natürliche Killerzellen, für diese Aufgabe gerüstet seien.Diese Zellen scannen andere Zellen nach einem Sicherheitsausweis namens MHC-Klasse I. Wenn dieser Ausweis fehlt oder verändert wird, wird die betreffende Zelle zerstört.

Aber Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis haben entdeckt, dass Makrophagen genannte Zellen, die Mikroben und beschädigte Zellen fressen, sich auch von anderen unterscheiden können. Anstatt sich auf MHC Klasse I zu verlassen, erkennen sie ein Zelloberflächenprotein namens CD47.

"Das Schöne am CD47-System ist, dass ein Makrophage mit einem einzigen Rezeptor zwischen Eigenem und Fremdem unterscheiden kann. Wenn er ein Partikel mit CD47 sieht, weiß er, dass alles in Ordnung ist. Wenn er ein Partikel ohne CD47 sieht, ist er es weiß, dass das Partikel fremd und potenziell gefährlich ist“, sagt Per-Arne Oldenborg, Ph.D., Hauptautor der Science-Studie.

Oldenborg ist Postdoktorand im Labor von Frederik P. Lindberg, M.D., Ph.D., Assistenzprofessor für Medizin in der Abteilung für Infektionskrankheiten und Assistenzprofessor für molekulare Mikrobiologie.

"Bisher basierte unser Verständnis davon, wie das Immunsystem den Unterschied zwischen Selbst und Fremd macht, auf dem Dogma, dass nur die Interaktion zwischen natürlichen Killerzellen und MHC Klasse I wichtig ist", sagt Lindberg. „Unsere Entdeckung stellt dieses Dogma in Frage, indem sie zeigt, dass die körpereigenen Zellen durch CD47 repräsentiert werden können und dass die Makrophagen, eine viel grundlegendere Komponente des körpereigenen Abwehrsystems, die Unterscheidung treffen können.“

Im Jahr 1998 injizierte Lindbergs Gruppe normalen Mäusen weiße Blutkörperchen, denen CD47 fehlte, und stellte fest, dass die Zellen schnell verschwanden. Nachdem Oldenborg 1999 der Gruppe beigetreten war, erzielte er das gleiche Ergebnis mit roten Blutkörperchen, denen CD47 fehlte. Indem er gefärbte Zellen injizierte und Scheiben verschiedener Organe unter dem Mikroskop untersuchte, fand er die Zellen in der Milz. Sie befanden sich in einer Region namens rote Pulpa, deren viele Makrophagen das Blut von beschädigten Zellen und Fremdpartikeln reinigen.

Da sich die injizierten roten Blutkörperchen von normalen roten Blutkörperchen nur durch das Fehlen von CD47 unterschieden, folgerten die Forscher, dass Makrophagen dieses Zelloberflächenprotein erkennen müssen.„CD47 weist Makrophagen an, sie in Ruhe zu lassen“, sagt Oldenborg. "Weil Bakterien und andere Fremdpartikel im Blut kein CD47 exprimieren, werden sie gefressen."

Makrophagen durchstreifen den Körper und versammeln sich an Orten wie Lunge, Darm und Milz, wo Krankheitserreger wahrscheinlich eindringen. Daher haben sich die Menschen gefragt, wie diese Frontzellen möglicherweise all die verschiedenen Arten von Mikroben erkennen könnten, die Menschen infizieren. In Anlehnung an eine Analogie sagt Oldenborg, dass angenommen wurde, dass ausländische U-Boote in den 1980er Jahren rund um den schwedischen Archipel auftauchten. Die schwedische Marine verteilte eine Karte mit U-Boot-Silhouetten, damit die Bewohner melden konnten, welche sie gesehen hatten. Natürlich waren die meisten gemeldeten Schiffe schwedisch. Die Marine verteilte daher eine neue Karte, die nur die drei Typen schwedischer U-Boote zeigt. Sie baten die Anwohner, nur anzurufen, wenn die Silhouette, die sie sahen, nicht auf dieser Karte zu sehen war. "Der schwedische Forscher Klas Kärre verwendete diese Analogie, um die Funktion natürlicher Killerzellen zu erklären, aber sie ist auch für CD47 geeignet", sagt Oldenborg."Eine einzelne molekulare Markierung, CD47, zu erkennen, ist viel einfacher, als eine große Anzahl unbekannter Markierungen erkennen zu müssen."

Lindbergs Gruppe erhielt die Zellen ohne CD47 von Mäusen, deren CD47-Gen inaktiviert worden war. Lindberg leitete diese Mäuse ab, als er Postdoktorand im Labor der Washington University von Eric J. Brown, M.D. war, der jetzt an der University of California, San Francisco, ist.

Die Mäuse reagieren viel empfindlicher auf bestimmte Autoimmunerkrankungen, insbesondere auf hämolytische Anämie, bei der der Körper seine eigenen roten Blutkörperchen zerstört. Daher könnten abnormal niedrige CD47-Spiegel zu diesem Zustand beim Menschen beitragen. Tatsächlich haben Forscher zuvor entdeckt, dass rote Blutkörperchen von Menschen mit einer Störung namens Rh-Null, die eine leichte hämolytische Anämie beinh altet, weniger als 25 Prozent des üblichen CD47-Spiegels aufweisen.

Im Gegensatz dazu weisen bestimmte Ovari altumoren zu viel CD47 auf. „Das könnte eine Möglichkeit für Tumorzellen sein, Makrophagen auszusch alten und so der Zerstörung zu entgehen“, sagt Oldenborg. "Deshalb wird es wichtig sein, die Rolle von CD47 bei bestimmten Krankheiten zu untersuchen."

Oldenborg P-A, Zheleznyak A, Fang Y-F, Lagenaur CF, Gresham HD, Lindberg FP. Rolle von CD47 als Selbstmarker auf roten Blutkörperchen. Wissenschaft, 16. Juni 2000.

Finanzierung vom National Institute of General Medical Sciences, der American Diabetes Association, der Washington University-Monsanto Research Agreement, dem Medical Research Service des Department of Veterans Affairs, dem Swedish Medical Research Council und dem Howard Hughes Medical Institute hat diese Forschung unterstützt.

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