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© Jia Xue/Uni Bonn
Farbliche Visualisierung unterschiedlich programmierter Makrophagen.
 
Immunologie 3. April 2014

Es gibt mehr Makrophagen, als man denkt

Immunologen bringen Dogma ins Wanken.

Bislang gingen Immunologen davon aus, dass sich die als „Fresszellen“ fungierenden Makrophagen in zwei unterschiedliche Formen einteilen lassen. Nun wurde herausgefunden, dass diese Immunzellen sich in deutlich mehr verschiedene Ausprägungen verwandeln.

Makrophagen gehen als „Fresszellen“ im Körper auf Streife und dienen der Beseitigung von Eindringlingen. Nach den üblichen Vorstellungen in der Immunologie werden sie in zwei Gruppen eingeteilt: Erstens in „klassische Makrophagen“, die entzündliche Prozesse anfeuern. Und zweitens in „alternative Makrophagen“, die Entzündungen herunterfahren. Dieses Dogma bringt nun ein internationales Forscherteam ins Wanken: In einer bahnbrechenden Entdeckung wird diese einfache Einteilung für die Fresszellen widerlegt ( Xue J et al.: Immunity 2014; 40 (2) ).

Makrophagen verarbeiten komplexe Informationen

„Viele Makrophagen passen nicht in dieses Schema“, sagt Prof. Dr. Joachim Schultze vom Life & Medical Sciences- Institut der Universität Bonn. „Vielmehr steht dieses einfache Konzept innovativen Therapieansätzen im Weg.“ Die Makrophagen reagieren nach den Ergebnissen der Forscher auf viele unterschiedliche Reize, zum Beispiel Botenstoffe, die sie wie ein Computer auf höchst komplexe Weise verarbeiten. Daher differenzieren sie nicht nur zu entzündungsbefeuernden oder anti-entzündlichen Makrophagen aus, wie bisher geglaubt. Es wurden mindestens neun verschiedene Formen gefunden, die mit ihren Waffen auf unterschiedliche Weise Eindringlinge optimal bekämpfen.

Die Wissenschaftler nutzten Blutproben verschiedener Menschen, um aus den darin enthaltenen Vorläuferzellen mithilfe verschiedener Wachstumsfaktoren möglichst unterschiedliche Makrophagen zu gewinnen. Während diese Fresszellen heranreifen, werden in ihrer DNA bestimmte Gene aktiviert. Welche das sind, erkennen die Forscher anhand der RNA, die in der Zelle als Erbgut-Bote fungiert. „Mit aufwendigen bioinformatischen Analysen gewannen wir für jeden Makrophagen eine Art Fingerabdruck, der uns zeigte, welche Gene in der Zelle gerade aktiv waren“, berichtet Schultze. Anhand dieses genetischen Fingerabdrucks konnten die Wissenschaftler darauf zurückschließen, welche Kombination von Reizen dazu geführt hat, das sich der Makrophage in eine bestimmte Richtung entwickelte.

Morgenröte für vollkommen neue Therapieoptionen

Für ihre bioinformatischen Datensätze machten die Forscher anschließend die Feuerprobe: Aus Raucherlungen wurden Makrophagen gewonnen und mit den gleichen Fresszellen in gesunden Lungen verglichen. Es zeigte sich, dass die Makrophagen aus Raucherlungen weder der entzündungsbefeuernden Sorte, noch des anti-entzündlichen Typs zuzuordnen waren. „Wir müssen uns von der einfachen Einteilung der Makrophagen verabschieden und sie in den jeweiligen Zusammenhängen mit Erkrankungen genauer untersuchen“, ist Schultze überzeugt. „Wenn wir das herkömmliche Schema verlassen, eröffnen sich vollkommen neue Konzepte.“

Aus den genetischen Fingerabdrücken lasse sich viel über die Aktivierung der Makrophagen und damit über klassische Immunreaktionen herauslesen. „Dies ist die Morgenröte für neue Therapieoptionen“, sagt Schultze. Denn Makrophagen spielen bei vielen Volkskrankheiten eine Rolle, wie zum Beispiel Arteriosklerose, Fettleibigkeit, Diabetes, Asthma, Alzheimer und Krebs.

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