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.

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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 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.