Immunssystem: Klebriger Türsteher
Ungebetene Gäste in unserem Körper loszuwerden, ist oft eine fieberhafte Anstrengung. Besser also, es gar nicht erst so weit kommen zu lassen - was überraschend einfachen Molekülen verblüffend universal gelingen kann.
© Spektrum Akademischer Verlag (Ausschnitt)
Im ewigen Kampf zwischen Körper und Krankheitserreger wird's leicht schon mal politisch unkorrekt – Viren und Bakterien dürfen unverblümt als der Ausrottung würdig verdammt, die eingesetzten tödlichen Immunsystem-Kriegswaffen als raffinierte Hochtechnologie-Wunderwerke beweihräuchert werden. Auf diesem Feld wartet noch viel Propaganda-Material auf das Ausschlachten durch wissenschaftliche Kriegsberichterstatter – was da alles den Feind zurückzuschlagen in der Lage ist und wie, weiß noch niemand so ganz genau.
Der Beitrag der vermeintlich simpleren Teilstreitkräfte unseres Immunsystems scheint jedenfalls bislang unterschätzt worden zu sein, meinen Immunologen des National Institute of Child Health and Human Development.
Sie beschäftigten sich nicht mit den elaborierten, speziell zugeschnittenen Antikörper-Spezialwerkzeugen des adaptiven Immunsystems, sondern mit den vergleichsweise unspezifischen Allzweckkeulen der so genannten angeborenen Abwehr – ähnliches existierte schon lange vor der derzeitigen selbsternannten Krone der Schöpfung und galt daher eher als primitive Ergänzung zu den hoch entwickelten Abwehr-Innovationen komplexerer Organismen. Wissenschaftler wie Leonid Chernomordik finden aber seit einiger Zeit erstaunliche Potenz in den angeborenen Immunverteidigern. Etwa in den Defensinen.
Jene auch erst seit einigen Jahren bekannten, körpereigenen, aus nur wenigen Aminosäuren aufgebauten Minieiweiße werden als eine der ersten antimikrobiellen Verteidigungslinien des Körpers gegen invasionsbereite Keime oft an den Körperhüllen eingesetzt. Hier leisten sie ganze Arbeit: Ein Defensin wie das Retrocyclin-2 kann die Infektion durch Herpes- oder HI-Viren verhindern helfen. Wie, war allerdings bislang ein Rätsel.
Retrocyclin-2, soviel hatten die Forscher zuletzt herausgefunden, ist ein ringförmiges Peptid aus acht Aminosäuren, das zudem über drei Schwefelbrücken zusammengeklammert ist und in menschlichen Knochenmarkzellen produziert wird, sobald eine Infektion dies nötig zu machen scheint.
Das Peptid arbeitet am Einsatzort dann als "multivalentes Lektin": Es fungiert als Brückenkopf, der gleichzeitig verschiedene Zuckerbausteine bindet und so ein verknüpftes Zuckernetzwerk mit Peptidzentrum schafft. Wie aber verhindert Retrocyclin so das Einschleusen von Virenerbgut über die Lipidmembran angegriffener Zellen? Besetzt es Zuckerandockstellen, verkettet es gar angriffsbereite Erreger zu einem immobilen Klumpen?
Die Wissenschaftler testeten dies zunächst mit Influenzaviren und beobachteten, wie Retrocyclin-2 (RC2) ein Verschmelzen der Membran attackierter Zellen mit dem Virus verhindert, mithin den notwendigen ersten Schritt für den Erreger, um Erbinformationen einzuschmuggeln.
Grund für die plötzliche Sprödigkeit der Zellhülle: RC2 verknüpfte verschiedene Zuckerenden der wie Flöße in der beweglichen Zellmembran treibenden Oberflächenproteine der bedrohten Zellen derart fest miteinander, dass sie zu einem unnatürlich unbeweglichen Gitterwerk geronnen.
Dies nahm den Viren offenbar den nötigen Spielraum, um die Proteine beiseite zu schieben und so eine größere, von Oberflächeneiweiß freie Membranfläche zum Verschmelzungsvorgang freizuräumen – ein Prozess, die nun als bislang unterschätzte Achillesferse nicht nur des Influenzavirus erkannt ist. Auch zwei andere getestete Erreger, das Sindbis-Virus sowie ein Baculovirus, konnten die Forscher mit RC2 vor dem Verschmelzen ausbremsen.
Nachdem das Defensin RC2 zudem auch tödlich auf verschiedene Bakterien wirkt – es war zuletzt etwa als Anthrax-Antidot im Gespräch –, glauben die Wissenschaftler nun eine Breitband-Allzweck-Waffe gefunden zu haben. Auch in hohen Konzentrationen, so die Forscher erfreut, scheint das Defensin dabei für körpereigene Zellen keine Gefahr darzustellen.
Da das zu Grunde liegende Prinzip nun erstmal erkannt ist, könnten sich auch andere Zuckerverknüpfer des Immunsystems, etwa die Kollektine, als ebenso wirksam wie RC2 und Co erweisen, hoffen Chernomordik und Kollegen: Fehlen nur noch ein paar lebensnahe Kontrollversuche außerhalb von Zellkultur und Reagenzglas – und dem gezielten Einsatz der neuen Verteidigungswaffe an der Front des Lebens steht nichts mehr im Weg. Mitleid mit dem Feind wäre hier auch wirklich unangebracht.
Der Beitrag der vermeintlich simpleren Teilstreitkräfte unseres Immunsystems scheint jedenfalls bislang unterschätzt worden zu sein, meinen Immunologen des National Institute of Child Health and Human Development.
Sie beschäftigten sich nicht mit den elaborierten, speziell zugeschnittenen Antikörper-Spezialwerkzeugen des adaptiven Immunsystems, sondern mit den vergleichsweise unspezifischen Allzweckkeulen der so genannten angeborenen Abwehr – ähnliches existierte schon lange vor der derzeitigen selbsternannten Krone der Schöpfung und galt daher eher als primitive Ergänzung zu den hoch entwickelten Abwehr-Innovationen komplexerer Organismen. Wissenschaftler wie Leonid Chernomordik finden aber seit einiger Zeit erstaunliche Potenz in den angeborenen Immunverteidigern. Etwa in den Defensinen.
Jene auch erst seit einigen Jahren bekannten, körpereigenen, aus nur wenigen Aminosäuren aufgebauten Minieiweiße werden als eine der ersten antimikrobiellen Verteidigungslinien des Körpers gegen invasionsbereite Keime oft an den Körperhüllen eingesetzt. Hier leisten sie ganze Arbeit: Ein Defensin wie das Retrocyclin-2 kann die Infektion durch Herpes- oder HI-Viren verhindern helfen. Wie, war allerdings bislang ein Rätsel.
Retrocyclin-2, soviel hatten die Forscher zuletzt herausgefunden, ist ein ringförmiges Peptid aus acht Aminosäuren, das zudem über drei Schwefelbrücken zusammengeklammert ist und in menschlichen Knochenmarkzellen produziert wird, sobald eine Infektion dies nötig zu machen scheint.
Das Peptid arbeitet am Einsatzort dann als "multivalentes Lektin": Es fungiert als Brückenkopf, der gleichzeitig verschiedene Zuckerbausteine bindet und so ein verknüpftes Zuckernetzwerk mit Peptidzentrum schafft. Wie aber verhindert Retrocyclin so das Einschleusen von Virenerbgut über die Lipidmembran angegriffener Zellen? Besetzt es Zuckerandockstellen, verkettet es gar angriffsbereite Erreger zu einem immobilen Klumpen?
Die Wissenschaftler testeten dies zunächst mit Influenzaviren und beobachteten, wie Retrocyclin-2 (RC2) ein Verschmelzen der Membran attackierter Zellen mit dem Virus verhindert, mithin den notwendigen ersten Schritt für den Erreger, um Erbinformationen einzuschmuggeln.
Grund für die plötzliche Sprödigkeit der Zellhülle: RC2 verknüpfte verschiedene Zuckerenden der wie Flöße in der beweglichen Zellmembran treibenden Oberflächenproteine der bedrohten Zellen derart fest miteinander, dass sie zu einem unnatürlich unbeweglichen Gitterwerk geronnen.
Dies nahm den Viren offenbar den nötigen Spielraum, um die Proteine beiseite zu schieben und so eine größere, von Oberflächeneiweiß freie Membranfläche zum Verschmelzungsvorgang freizuräumen – ein Prozess, die nun als bislang unterschätzte Achillesferse nicht nur des Influenzavirus erkannt ist. Auch zwei andere getestete Erreger, das Sindbis-Virus sowie ein Baculovirus, konnten die Forscher mit RC2 vor dem Verschmelzen ausbremsen.
Nachdem das Defensin RC2 zudem auch tödlich auf verschiedene Bakterien wirkt – es war zuletzt etwa als Anthrax-Antidot im Gespräch –, glauben die Wissenschaftler nun eine Breitband-Allzweck-Waffe gefunden zu haben. Auch in hohen Konzentrationen, so die Forscher erfreut, scheint das Defensin dabei für körpereigene Zellen keine Gefahr darzustellen.
Da das zu Grunde liegende Prinzip nun erstmal erkannt ist, könnten sich auch andere Zuckerverknüpfer des Immunsystems, etwa die Kollektine, als ebenso wirksam wie RC2 und Co erweisen, hoffen Chernomordik und Kollegen: Fehlen nur noch ein paar lebensnahe Kontrollversuche außerhalb von Zellkultur und Reagenzglas – und dem gezielten Einsatz der neuen Verteidigungswaffe an der Front des Lebens steht nichts mehr im Weg. Mitleid mit dem Feind wäre hier auch wirklich unangebracht.
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