Immunabwehr: Neue Erkenntnisse zum angeborenen Immunsystem

Immunforschung: Wie das angeborene Immunsystem funktioniert

Das angeborene Immunsystem ist grundlegend für den Menschen zur Abwehr von Erregern. Dringen Bakterien in den Körper ein, identifiziert die Immunabwehr diese oft innerhalb weniger Minuten. Ein deutsches Forschungsteam erlangte nun tiefere Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Abwehrsystems.

Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) um den Immunologen Veit Hornung konnten im Rahmen einer aktuellen Studie wichtige neue Erkenntnisse über die Funktionsweise des angeboren Immunsystems gewinnen. Die Forschungsergebnisse wurden nun in dem renommierten Fachjournal „Nature“ präsentiert.

Rezeptoren spielen bei der Immunabwehr eine zentrale Rolle

Wie die Arbeitsgruppe erklärt, sind sogenannte Rezeptoren für die Funktion des Immunsystems von zentraler Bedeutung. Dabei handelt es sich um Proteine oder Proteinkomplexe, die auf der Außenhülle von Zellen sitzen und bestimmte Reize ins Innere der Zelle leiten, wenn sie aktiviert werden.

Bei Immunzellen erkennen spezielle Rezeptoren beispielsweise die Bestandteile von bakteriellen Zellwänden. Wie dieser Vorgang genau abläuft, wurde nun von dem Forschungsteam der LMU untersucht.

Wie Entzündungsreaktionen entstehen

Laut den Forschenden ist ein Molekül namens Muramyl-Dipeptid (MDP) ein Bestandteil von bakteriellen Zellwänden. Dieses Molekül wird von einem Rezeptor mit der Bezeichnung NOD2 erkannt. Der Rezeptor wird nach Angaben der Arbeitsgruppe hauptsächlich von Immunzellen sowie von Zellen der Darmschleimhaut ausgebildet.

Wird NOD2 durch das bakterielle Molekül MDP aktiviert, wird eine Entzündungsreaktion in Gang gesetzt, die unter anderem verhindern soll, dass Bakterien in die Darmwand eindringen.

Forschungsergebnisse offenbarten eine große Überraschung

Die an der Studie beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten nun erstmals die Gene identifizieren, die an dieser Signalkette beteiligt sind. Dabei kam es bei den Forschenden zu einer großen Überraschung, denn sie fanden heraus, dass ein Enzym namens NAGK eine große Rolle bei dem Prozess spielt. Die Beteiligung von NAGK an Immunprozessen war bislang völlig unbekannt.

Beteiligung von NAGK an Immunprozessen bislang unbekannt

Laut der Arbeitsgruppe handelt es sich bei NAGK um eine sogenannte Kinase. Das ist ein Enzym, das eine Phosphorylgruppe auf andere Moleküle übertragen kann. Vereinfacht ausgedrückt überträgt dieses Enzym einen molekularen Baustein von einem Molekül auf ein anderes und löst so eine bestimmte Reaktion aus.

„Damit NOD2 sein Zielmolekül MDP identifizieren kann, muss dieses zunächst von NAGK in seine phosphorylierte Form überführt werden, wie wir durch anschließende molekularbiologische und biochemische Untersuchungen zeigen konnten“, fasst Studienleiter Veit Hornung zusammen.

Diese Rolle von NAGK wurde ihm zufolge so noch nie beschrieben und war bislang völlig unbekannt. In der Literatur wird NAGK nur eine Rolle beim Zuckerstoffwechsel zugeschrieben.

Neue Ansätze für Studien und Therapien

Die neuen Erkenntnisse zur Funktionsweise des angeborenen Immunsystems eröffnen neue Ansätze für Studien und bieten neue Angriffspunkte für Darmerkrankungen. Beispielsweise ist bereits bekannt, dass Mutationen in dem NOD2-Gen besonders häufig in Verbindung mit der chronisch entzündlichen Darmkrankheit Morbus Crohn auftreten.

Mögliche Ursache für chronisch entzündliche Darmerkrankungen?

„Es wäre nun natürlich interessant, zu untersuchen, ob fehlendes oder inaktives NAGK auch zu einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung führen könnte“, fügt Studienerstautor Che Stafford abschließend hinzu. (vb)