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HZI-Forscher klären wichtige Entwicklungsschritte von Immunzellen auf.
Das Immunsystem schützt unseren Körper vor Krankheitserregern. Es bildet sich aus Stammzellen der Leber während der Fötalentwicklung und dem Knochenmark nach der Geburt. Bisher gingen Forscher davon aus, dass die Entwicklung verschiedener Immunzellen nach der Geburt bereits abgeschlossen sei. Zellen, die die fötale Leber beziehungsweise das kindliche Knochenmark nicht gebildet hat, fehlen dem Körper sein ganzes Leben lang.
Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben dies jetzt widerlegt: Ihnen gelingt es auch in erwachsenen Mäusen, die verschiedensten Immunzellen zu erzeugen, wann immer sie möchten. Ihre Ergebnisse haben die Forscher jetzt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Blood" veröffentlicht.
Das Immunsystem besteht aus einer Vielzahl verschiedener Zelltypen. Die Hauptaufgabe der B-Zellen ist es, sogenannte Antikörper zu produzieren. Diese Antikörper erkennen eingedrungene Krankheitserreger und binden an sie. Damit neutralisieren sie sie oder markieren sie für Fresszellen. Zwei Gruppen von B-Zellen befinden sich im Körper: B1- und B2-Zellen. Während B1-Zellen bereits von der Leber des Fötus gebildet werden, entstehen B2-Zellen erst nach der Geburt aus Zellen des Knochenmarks. Auch in ihren Aufgaben unterscheiden sich beide B-Zellarten. B1-Zellen gehören zur ersten Verteidigungslinie des Körpers. Sie waren vermutlich schon früh in der Evolution vorhanden und bilden Antikörper, die vor allem an allgemeine Oberflächenstrukturen von Bakterien binden. B2-Zellen hingegen produzieren gut abgestimmte Antikörper gegen die unterschiedlichsten Strukturen. Sie werden zum Beispiel bei Impfungen angesprochen und schützen uns dadurch ganz speziell gegen einen bestimmten Erreger.
Bisher gingen Forscher davon aus, dass nach der Geburt keine neuen B1-Zellen mehr entstehen. Stattdessen nahmen sie an, dass die vorhandenen Zellen eine lange Lebensdauer besitzen und sich durch gelegentliche Zellteilung selbst erneuern. Dies konnten die HZI-Forscher nun widerlegen. Damit gelang ihnen ein entscheidender Fortschritt im Verständnis der Entwicklung des Immunsystems und seiner Flexibilität.
Die Wissenschaftler der HZI-Arbeitsgruppe "Molekulare Immunologie" veränderten dafür das Erbgut von Mäusen. In diesen Mäusen ist eines der Gene, das die Entwicklung des Immunsystems startet, blockiert - die genetisch veränderten Tiere werden ohne Immunzellen geboren. Erst wenn die Tiere eine chemische Substanz erhalten, wird das Gen angeschaltet und die Mäuse beginnen, Immunzellen zu bilden. Die Forscher konnten zeigten, dass dies unabhängig von ihrem Alter geschieht: auch in alten Mäusen fanden die Forscher dann neue B1-Zellen.
"Damit konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass diese Immunzellen nicht nur im Fötus entstehen, sondern auch im erwachsenen Tier", sagt Sandra Düber, Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe am HZI, die die rekombinanten Mäuse generiert hat. Mit diesen speziellen Mäusen können die Wissenschaftler verschiedene Eigenschaften des Immunsystems nun besser verstehen und es leichter erforschen.
Die Forscher können es für alle Arten von Immunzellen anwenden. "Wir werden es nutzen, um zum Beispiel Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose oder Diabetes zu untersuchen", sagt Siegfried Weiß, Leiter der Arbeitsgruppe. "Da wir jetzt das Immunsystem während seiner Entstehung von außen beeinflussen können, ist es möglich zu untersuchen, warum sich das Immunsystem gegen den eigenen Körper richtet und den Organismus krank macht." Dies sei entscheidend, um solche fehlgeleiteten Immunantworten auch beim Menschen überhaupt zu verstehen und schließlich zu verhindern oder zu therapieren.
Originalartikel: Induction of B-cell development in adult mice reveals the ability of bone marrow to produce B-1a cells. Düber S, Hafner M, Krey M, Lienenklaus S, Roy B, Hobeika E, Reth M, Buch T, Waisman A, Kretschmer K, and Siegfried Weiß. Blood, 3 December 2009, Vol. 114, No. 24, pp. 4960-4967.
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Medicine
transregional, national
Research results
German
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