Wie das Immunsystem seine Netze auswirft

Das Immunsystem bekämpft Entzündungen im Magen-Darm-Trakt mit Netzen aus der Erbsubstanz DNA, haben Forscher aus der Schweiz und den USA entdeckt: Wie winzige Katapulte schießen bestimmte weiße Blutkörperchen, die sogenannten Eosinophilen, die mit giftigen Proteinen gespickten DNA-Netze ab, in denen sich die Krankheitserreger verfangen und schließlich absterben. Die Erbsubstanz stammt dabei aus den Mitochondrien ? häufig auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet ?, die ihr eigenes, vom Zellkern unabhängiges Erbgut besitzen. Das Besondere: Im Gegensatz zu anderen Immunzellen, bei denen Forscher schon früher die Verwendung von DNA-Netzen beobachtet hatten, überleben die Eosinophilen das Auswerfen ihrer Netze.
Zwischen einem und drei Prozent aller weißen Blutkörperchen sind Eosinophile. Sie leben vor allem im Lymphgewebe und im Knochenmark, aber auch im Magen-Darm-Trakt. Welche Funktion sie haben, ist bislang nicht vollständig geklärt. Sie scheinen allerdings eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Parasiten zu spielen, hatten bereits frühere Studien gezeigt. Die neuen Ergebnisse legen nun jedoch nahe, dass sie dank ihrer Katapult-Fähigkeiten auch an der Verteidigung von Darm- und Magenschleimhaut gegen bakterielle Invasoren beteiligt sind: Bei Kontakt mit Bakterien stoßen die Immunzellen parallel DNA und für die Mikroben toxische Proteine aus, die dann zusammen das tödliche Netz bilden.

Das Abschießen ist für Zell-Verhältnisse ungewöhnlich schnell: Nicht einmal eine Sekunde dauert der Vorgang, bei dem die DNA zehn bis zwanzig tausendstel Millimeter weit katapultiert wird ? eine Distanz, die größer ist als der gesamte Durchmesser der Immunzelle. Woher die Eosinophilen die Energie für diesen Abschuss nehmen, wissen die Forscher noch nicht. Sie vermuten allerdings, dass sie ähnlich wie Pflanzen, die ihren Pollen in die Luft schleudern, auf irgendwo gespeicherte mechanische Energie zurückgreifen. Wie effizient diese Verteidigung ist, konnten die Forscher an genetisch veränderten Mäusen zeigen: Wurde bei ihnen der Blinddarm durchbohrt, schützten die herbeieilenden Eosinophilen und ihre DNA-Netze die Tiere vor dem Auftreten einer Sepsis, einer Art Blutvergiftung, die in vielen Fällen auf eine solche Verletzung und den Eintritt der Darmbakterien ins Blut folgt.

Die Strategie, mit einem DNA-Netz Erreger einzufangen, nutzen auch andere Immunzellen wie beispielsweise die Neutrophilen, die häufigste Art von weißen Blutkörperchen. Allerdings verläuft die Netzattacke für diese Zellen tödlich: Bei ihnen stammt die DNA für die Netze dem Zellkern und wird im Verlauf eines speziellen Selbstmordprogramms freigesetzt.
Shida Yousefi (Universität Bern) et al.: Nature Medicine, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/nm.1855

ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel


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