Das soziale Netzwerk der Immunzellen

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Facebook, Instagram, Twitter – eine gute Vernetzung und Kommunikation ist heutzutage wichtiger denn je. Auch das Immunsystem ist wie ein großes soziales Netzwerk aufgebaut.

Dies zeigen Felix Meissner und sein Team der Forschungsgruppe „Experimentelle Systemimmunologie“ vom Max-Planck-Institut in Martinsried. Sie entschlüsseln alle Botschaften, die Immunzellen untereinander austauschen um Krankheiten gezielt zu bekämpfen. Dabei entdecken sie komplexe zelluläre Kommunikationsstrukturen und zuvor unbekannte Verbindungen zwischen Zelltypen. Die Ergebnisse ihrer Forschung wurden im Fachjournal Nature Immunology veröffentlicht.

Immunzellen bilden Netzwerke

Soziale Netzwerke wie Facebook vernetzen mittlerweile Menschen auf der ganzen Welt miteinander. Dabei werden täglich unzählige Nachrichten und Informationen ausgetauscht. Manche Menschen nutzen Netzwerke lieber passiv und lesen Nachrichten, andere haben ein größeres Bedürfnis sich mitzuteilen und versenden viele Informationen.

Vergleichbar verhalten sich die Zellen unseres Immunsystems. Wollen Zellen miteinander kommunizieren versenden sie Botenstoffe, spezielle Signalmoleküle, die von anderen Zellen über Rezeptoren empfangen werden können. Diese Botenstoffe ermöglichen es, Informationen im Körper zu verbreiten und komplexe Vorgänge wie eine Abwehrreaktion gegen Krankheitserreger zu steuern. Manche Zelltypen sind dabei kommunikativer als andere.

„Angeborene Immunzellen, wie Fresszellen (Makrophagen) sind wahre Quasselstrippen“, so Felix Meissner. Er und seine Kollegen fahnden mit Hilfe eines Massenspektrometers nach diesen Botenstoffen und analysieren zudem die Gesamtheit der Rezeptoren, auf der Oberfläche der Zellen. Diese groß angelegte Analyse offenbart den Forschern die komplexe Kommunikation zwischen den Immunzellen.

„Jede Zelle hat einen Charakter. Wir konnten entschlüsseln, wer wem welche Geschichten erzählt und auch wer nicht zuhört“, berichtet Felix Meissner. Sie identifizieren Kommunikationswege zwischen Zelltypen, die zuvor unbekannt waren. Zu dem zeigen sie, dass sich die Muster von Botenstoffen und Rezeptoren auf der Oberfläche der Zellen verändern können. „Eine Infektion, beispielsweise mit einem Pilz, verursacht ein anderes Netzwerk als eine bakterielle Infektion“, erklärt Meissner.

Künftig möchten die Forscher herausfinden, ob sich das Kommunikationsnetzwerk im Blut auch auf andere Organe und Gewebe übertragen lässt und wie sich das Kommunikationsverhalten bei komplexen Erkrankungen verändert.

Originalpublikation: J.Rieckmann, R.Geiger, D.Hornburg, T.Wolf, Ksenya Kveler, D.Jarropssay, F.Sallusto, S.Shen-Orr, A.Lanzavecchia, M.Mann, & F.Meissner: Social network architecture of human immune cells unveiled by quantitative proteomics, Nature Immunology, März 2017
DOI:10.1038/ni.3693

© MPI für Biochemie/M. Krause

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