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Anfangs ist es dem Körper fast egal, welche Erkran­kung ihm zu schaf­fen macht. Die Antwort des Immun­sys­tems beginnt in vielen Fällen gleich: Der Körper aktiviert Immun­zel­len, sogenannte Phago­zy­ten. Sie wandern zum Krank­heits­ort hin, finden fremde Erreger oder krank­haft verän­der­tes Gewebe und setzen unter anderem die beiden Prote­ine S100A8 und S100A9 frei. Diese lösen an den betrof­fe­nen Stellen eine entzünd­li­che Reaktion aus. Werden zu viele dieser Prote­ine ausge­schüt­tet, so können sie die Krank­heit verschlim­mern. Das passiert zum Beispiel bei Autoim­mun­erkran­kun­gen, rheuma­ti­schen Erkran­kun­gen oder Hauter­kran­kun­gen. Forsche­rin­nen und Forscher des Exzel­lenz­clus­ters „Cells in Motion“ der Univer­si­tät Münster haben die Aufgabe dieser beiden Prote­ine nun genauer aufgeschlüsselt.

Vor allem haben die Wissen­schaft­ler um die beiden Immuno­lo­gen Prof. Dr. Thomas Vogl und Prof. Dr. Johan­nes Roth heraus­ge­fun­den, wie die Aktivi­tät dieser Prote­ine reguliert wird. Dieses grund­le­gende Wissen wollen die Forscher nun nutzen, um neue Thera­pien zu entwi­ckeln gegen Autoim­mun­erkran­kun­gen, Arthri­tis, Aller­gien oder entzünd­li­che Darm‑, Lungen- oder Herz-Kreis­lauf-Erkran­kun­gen. Die Studie ist in der Fachzeit­schrift Journal of Clini­cal Inves­ti­ga­tion erschienen.

Die Geschichte im Detail

Es gibt bereits viele wissen­schaft­li­che Publi­ka­tio­nen, die sich mit den Aufga­ben der Prote­ine S100A8 und S100A9 beschäf­ti­gen. Bisher war es den Forschern aber nicht klar, ob diese allein oder anein­an­der gekop­pelt agieren. Die münster­schen Wissen­schaft­ler haben jetzt in Unter­su­chun­gen mit Mäusen heraus­ge­fun­den, dass sie stets gemein­sam wirken. Beide Prote­ine bilden sogenannte Hetero­di­mere aus, also einen festen Verbund zweier Prote­ine. Sobald sie freige­setzt sind, binden sich diese Hetero­di­mere an Zellen, auf deren Oberflä­che das Rezep­tor-Protein TLR4 vorkommt und lösen über diesen Rezep­tor eine passende Immun­ant­wort aus. Für diese Initi­al­zün­dung haben die beiden S100-Prote­ine nur wenig Zeit. Finden sie keine passende Zielzelle zur Aktivie­rung, binden sich zwei Hetero­di­mere anein­an­der. Diese doppelte Verbin­dung nennt man Tetra­mer. In dieser Form sind die Prote­ine wieder inaktiv. Auf diese Weise garan­tiert der Körper, dass er nur an den Stellen eine Immun­re­ak­tion auslöst, an denen sie auch gebraucht wird, dass die Entzün­dungs­re­ak­tion also lokal begrenzt bleibt.

Die Wissen­schaft­ler konnten auch bewei­sen: Sobald diese Regula­tion gestört ist und sich nicht alle überschüs­si­gen S100A8- und S100A9-Prote­ine zu Tetra­mern zusam­men­schlie­ßen können, kommt es zu einer Verschlim­me­rung der Erkran­kung. „Zu viele Hetero­di­mere bleiben aktiv, lösen eine zu starke Immun­ant­wort aus und agieren syste­misch im gesam­ten Körper“, erklärt Prof. Dr. Thomas Vogl, der Erstau­tor der Studie. Dieser Prozess steckt zum Beispiel hinter einer Blutver­gif­tung, ist aber auch bei vielen Autoim­mun­erkran­kun­gen, rheuma­ti­scher Arthri­tis, Aller­gien, entzünd­li­chen Hauter­kran­kun­gen und sogar bei Herz-Kreis­lauf-Erkran­kun­gen relevant.

Entwick­lung neuer Thera­pie­an­sätze mit gerin­gen Nebenwirkungen

Die Erkennt­nisse der münster­schen Immuno­lo­gen können zu neuen Ansatz­punk­ten für Thera­pien für viele entzünd­li­che Krank­hei­ten führen. Aktuell versucht man bereits mit neuen Medika­men­ten den Rezep­tor TLR4 zu blockie­ren, um fehlge­lei­tete Immun­ant­wor­ten zu hemmen. Das Problem dabei: Manch­mal müsste der Körper an den gleichen Stellen auch Bakte­rien bekämp­fen. Da das Immun­sys­tem aber blockiert ist, können die TLR4-Rezep­to­ren ihre positive Aufgabe nicht mehr erfül­len. „Wir suchen deshalb nach Antikör­pern, die sich an die S100-Prote­ine heften“, sagt Thomas Vogl. „Sie sollen spezi­fisch nur die aktiven Hetero­di­mere blockie­ren und damit nur lokal am Ort der Entzün­dung die Immun­re­ak­tion abschwä­chen. Der für die Immun­ab­wehr wichtige Rezep­tor TLR4 bleibt unange­tas­tet und kann im Fall einer bakte­ri­el­len Gefahr die passende Immun­ant­wort auslö­sen.“ Medika­mente mit dem neuen Thera­pie­an­satz hätten somit deutlich weniger Neben­wir­kun­gen für die Patien­ten als bishe­rige Pharmazeutika.

Die Wissen­schaft­ler wollen im nächs­ten Schritt mit Unter­neh­men zusam­men­ar­bei­ten, um passende Antikör­per zu finden und Pharma­zeu­tika für die Thera­pie verschie­de­ner Krank­hei­ten zu entwi­ckeln. Die ersten Patente sind bereits angemel­det. Es wird aller­dings noch Jahre dauern, bis es tatsäch­lich Medika­mente geben wird, die überschüs­si­ges S100A8 und S100A9 in Menschen deakti­vie­ren und so falsche Immun­re­ak­tio­nen verhindern.

Quelle: idw