Medizin Wie Immunzellen Krankheitserreger jagen

Wie unser Immunsystem funktioniert ist weitgehend bekannt. Aber wir wissen noch lange nicht alles. Wie zum Beispiel schaffen es Immunzellen, zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein?

Illustration - Immunzellen 3 min
Bildrechte: imago/Science Photo Library

Wir werden ständig überwacht. Unser Immunsystem schläft nicht. Jeder Eindringling wird dingfest gemacht und mehr oder weniger außer Gefecht gesetzt. Wenn das nicht so wäre, hätten wir ein Problem, sagt die Biophysikerin Franziska Lautenschläger von der Universität des Saarlandes.

Denn ob ein Virus angegriffen werden kann, hängt davon ab, ob es erkannt wird. Und da ist beste Überwachungstechnik gefragt: weiße Blutkörperchen, T-Zellen, oder Killer-Zellen. Und dann gibt es noch viele andere - die hier aufzuzählen jedoch den Rahmen sprengen würde, abgesehen von einer Sorte: den Dendritischen Zellen. Diese Art der Immunzellen ist überall in der Haut und es ist ihre Aufgabe, etwas zu finden, was nicht in den Körper nicht gehört, also sogenannte Pathogene oder Krankheitserreger.

Die schnellen Zellen

Während T- und Killer-Zellen im Lymph-System auf Aufgaben warten, sind Dendritische Zellen ständig auf Achse. Wie sich diese Überwacher in unseren Hautschichten vorwärts bewegen, war bisher nicht bekannt. Franziska Lautenschläger, die sich als Professorin an der Uni des Saarlandes mit Biophysik beschäftigt, hat den Mechanismus jetzt entdeckt. Mit hochauflösenden Mikroskopen hat sie die Zellen einen ganzen Tag beobachtet und alle drei Minuten ein Bild gemacht. Denn diesen Zellen, so Lautenschläger, sind extrem beweglich und viel schneller als andere.

Deswegen braucht man auch andere Tools, um sich das anzuschauen, das ist das Neue daran. Wir müssen diese Zellen in kleinen Kammern einfangen um sie anzuschauen. Wir stecken die in kleine Kanäle, und darin können sie dich sehr schnell bewegen.

Franziska Lautenschläger
Prof. Dr. Franziska Lautenschläger
Franziska Lautenschläger und ihr Team haben als erste die Bewegungsmuster der Immunzellen entschlüsselt. Bildrechte: Universität des Saarlandes/Thorsten Mohr

Und so entdeckte die Biophysikerin zwei Bewegungsmuster. Ein geradliniges, bei dem die Zellen in eine Richtung flitzen und außerdem eine Art Hin-und-her-Wuseln. "Das kann man sich super gut vorstellen, wenn man seinen Schlüssel am Strand verliert. Das ist ein Beispiel, das kommt dem sehr nah", beschreibt es Lautenschläger.

Entweder man läuft los und sucht alles ab, einmal hier, einmal da, das ist die diffuse Bewegung. Oder man geht zielgerichtet dorthin, wo z.B. das Handtuch liegt oder das Auto parkt, oder "wo man ein Eis gegessen hat", so Lautenschläger. "Das sind aber zwei Arten der Bewegung."

Bewegungsmix hilft gegen Eindringlinge

Die Professorin und ihr Team fanden also zwei Bewegungsmuster und sie sahen, dass beide Muster von einem Impuls ausgehen und der hängt vom Inneren der Zelle ab. Einige Strukturen innerhalb der Zelle sind spiralförmig und drehen sich. Diese Drehung sei der Impuls sowohl für die zielgerichtete Bewegung, die auch immer einen leichten Bogen schlägt, als auch für das Drehen an einer Stelle.

Ein Mix aus beiden Bewegungen stellt dabei die ideale Kombination dar, um schnell und gründlich Krankheitserreger aufzuspüren. Es gibt also, um im Strand-Bild zu bleiben, einen gewissen Anteil an Zellen, die den Strand gründlich auf kleinem Raum durchgraben, und einen weiteren Teil, der schnell von A nach B eilt, um nachzuschauen, wo der Schlüssel liegt.

Bei der Untersuchung fanden die Forscher außerdem heraus, dass die Zellen von einer in die andere Bewegungsart umschalten können und welches Protein dafür verantwortlich ist. Noch ist das Grundlagenforschung, so Lautenschläger, aber in Zukunft könnte es etwa helfen, Allergien zu heilen, zu verstehen, wie Krebszellen besser vom Körper entsorgt werden oder Immunkrankheiten beherrscht werden können.

Link zur Studie

Die Studie ist unter dem Titel "Deterministic actin waves as generators of cell polarization cues" im Fachblatt PNAS erschienen.

af

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 04. Januar 2020 | 06:50 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 06. Januar 2020, 13:11 Uhr

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