Schalter des Immunsystems

News: Schalter des Immunsystems

Entdeckt unser Körper fremde Eindringlinge, wie Viren oder Bakterien, setzt er das Immunsystem in Gang und vernichtet sie. Gefährlich wird es jedoch, wenn diese Maschinerie nicht mehr gestoppt werden kann - dann greift die Abwehr die eigenen Zellen an. Das Immunsystem muss also wieder abgeschaltet werden. Ein kleines Enzym, das unter Immunologen als CD45 bekannt ist, scheint die Rolle dieses wichtigen Schalters zu übernehmen.

"Obwohl das Angriffssignal eine gute Sache ist, wenn der Körper von Krankheit überfallen wird, muss es auch einen Weg geben, die Truppen wieder zurückzurufen, sobald der Feind geschlagen ist. Sonst kämpft das Immunsystem weiter und verfolgt, nachdem es den Eindringling zerstört hat, gesunde Zellen, wodurch Krankheiten wie Diabetes, multiple Sklerose, Herzerkrankungen oder sogar Krebs entstehen." Josef Penninger von der University of Toronto verwendet martialische Worte, um das Immunsystem zu beschreiben. Die "Angriffssignale" – wie die Antigen-Antikörper-Bindung – sind der Wissenschaft bereits gut bekannt, wie "die Truppen wieder zurückgerufen" werden, blieb bisher jedoch rätselhaft.

Auf der Suche nach dem "Aus-Schalter" des Immunsystems wurde Penninger zusammen mit seinen Kollegen bei einem Enzym fündig, das die Immunologen CD45 nennen. CD-Antigene sind Oberflächenmoleküle, welche die Forscher mit spezifischen Antikörper als so genannte Differenzierungscluster (clusters of differentiation, CD) nachweisen können. Diese CD-Antigene, welche die Immunologen schlicht durchnummerieren, spielen häufig bei Signalübertragungen zwischen den verschiedenen Zellen des Immunsystems eine wichtige Rolle. Bei CD45 handelt es sich um das Enzym Tyrosinphosphatase, das in der Zellmembran liegt und die Aminosäure Tyrosin phosphoryliert. Bisher hielten die Wissenschaftler seine Rolle auf die Signalvermittlung zwischen den T- und B-Zellen des Immunsystems beschränkt. Die Tatsache, dass CD45 jedoch bei allen Blutzellen einschließlich der roten Blutkörperchen zu finden ist, machte das Team von Penninger stutzig. Sie untersuchten Mäuse, denen das Gen für CD45 fehlt. Dabei entdeckten sie, dass CD45 durch Dephosphorylierung das Enzym Janus-Kinase hemmt, das wiederum für die Vermehrung der Abwehrzellen notwendig ist. Durch diese Hemmung können sich die Immunzellen nicht mehr vermehren und entwickeln (Nature vom 18. Januar 2001).

Penninger bezeichnet diese unerwartete Entdeckung als den "heiligen Gral" der zellulären Signalübertragung. "Es war ein regelrechter 'Heureka-Moment', als wir eine völlig neue Funktion eines Gens gefunden haben, von dem die Wissenschaft annahm, dass bereits alles bekannt sei." Die Wissenschaftler hoffen auf einem unmittelbaren Nutzen ihrer Entdeckung. Durch das "Anschalten" der körperlichen Abwehr können akute Krankheiten bekämpft werden – bei chronischen Leiden wie Diabetes, Arthritis, Krebs oder Herzerkrankungen versagt jedoch diese Methode. "Durch unsere Entdeckung", so der Mitautor Peter Liu, "können wir mit der Entwicklung von Medikamenten beginnen, die irgendwann vielleicht viele der chronischen Krankheiten 'abschalten', unter denen ein sehr großer Teil unserer Gesellschaft leidet."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 3.6.1999
"Das Immunsystem wird ausgetrickst"
Spektrum Ticker vom 5.1.2001
"Gefährliche Schwangerschaft"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 20.6.2000
"Freund oder Feind"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 12/96, Seite 20
"Nobelpreis für Medizin – Erkennung virusinfizierter Zellen"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)