Beschädigte Keimzellen aktivieren Immunsystem

27. August 2013
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Forscher entdeckten, dass Keimzellen, deren Erbgut beschädigt ist, die Widerstandskraft des Körpers erhöhen. Wenn das genetische Material der Keimzellen beschädigt ist, muss die Zeugung der Nachkommen solange verzögert werden, bis die Keimzell-DNA repariert ist.

Die Forscher um Dr. Björn Schumachers vom Exzellenzcluster für Alternsforschung an der Universität zu Köln (CECAD) haben bei ihren Arbeiten im Fadenwurmsystem Caenorhabditis elegans nun entdeckt, dass beschädigte Keimzellen das Immunsystem aktivieren. Diese Immunantwort erhöht dann die Widerstandskraft des Körpers und verlängert somit die reproduktive Lebensphase. Der Körper kann so den Keimzellen die Zeit zur Reparatur des Erbgutes geben, um danach wieder gesunde Nachkommen zu zeugen. Die Forscher erhoffen sich ein besseres Verständnis, wie die Reproduktionsfähigkeit des Körpers durch Keimzellen gesteuert wird. Die systemische Immunantwort auf DNA-Schäden ist darüber hinaus ein wichtiger natürlicher Mechanismus, durch den die Entstehung von Krebszellen verhindert werden kann.

Keimzellen transferieren die genetische Information von Generation zu Generation. Die Erhaltung des Genoms in der Keimbahn ist daher die Voraussetzung für das Überleben jeder biologischen Art. Während die Keimzellen sich unendlich über die Generationen fortsetzen können, kommt dem vergänglichen Körper die Aufgabe zu, die Weitergabe des genetischen Materials durch die Keimbahn, also die Reproduktion, sicherzustellen. Wie aber reagiert der Körper wenn das Genom der Keimzellen beschädigt ist und somit die Reproduktion verhindert wird?

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature beschreibt die Forschungsgruppe um den Kölner Biologen Björn Schumacher ein neuartiges Zusammenwirken der Keimzellen mit dem Körper. Dazu nutzte das Forscherteam den Fadenwurm Caenorhabditis elegans, der seit Jahrzehnten weltweit als einfaches Modellsystem verwendet wird, um biologische Prozesse mit direktem Bezug zu menschlichen Erkrankungen zu untersuchen.

Widerstandskraft erhöhen

Die Wissenschaftler der Universität zu Köln haben nun herausgefunden, dass Keimzellen das Immunsystem aktiveren, um dem Körper zu signalisieren, dass ihr Genom beschädigt ist. Das Immunsystem aktiviert dann Stressresistenzmechanismen, welche die Widerstandsfähigkeit der Körpergewebe erhöhen. Die erhöhte Widerstandskraft des Körpers erlaubt dann, die Reproduktionsphase zu verlängern bis die Keimzellen ihr Genom wieder repariert haben.

Keimzellen, deren DNA beschädigt ist, stellen vorübergehend ihre Aktivität ein, um Zeit zu gewinnen, die Schäden zu reparieren. Dieses DNA-Schadensreaktionsprogramm ist auch in den meisten menschlichen Körperzellen vorhanden und stoppt das Zellwachstum bis die Schäden behoben sind. Krebszellen entstehen, wenn beschädigte Zellen das Zellwachstum nicht aufhalten, sondern weiterwachsen, mit verändertem – also mutiertem – Genom.

Neue Ansätze aufzeigen

Das menschliche Immunsystem reagiert auf Körperzellen, deren DNA beschädigt ist und eliminiert solche Zellen, bevor sie zu Krebsgeschwüren heranwachsen. Mutierte Krebszellen können die Erkennung durch Immunzellen aber auch umgehen und breiten sich dann gefährlich aus. Die neuen Erkenntnisse im einfachen Fadenwurmsystem könnten hier neue Ansätze aufzeigen, um die Immunantwort auf DNA-Schäden in Krebszellen effektiver zu aktivieren.

Es wird von herausragender Bedeutung sein, zu untersuchen, wie der menschliche Körper seine Reproduktionskraft erhält, wenn beschädigte Keimzellen ihr Genom reparieren müssen, um die weitere Fortpflanzung sicherzustellen und welche Bedeutung dem menschlichen Immunsystem hierbei zukommt.

Originalpublikation:

DNA damage in germ cells induces an innate immune response that triggers systemic stress resistance
Björn Schumacher et al.; Nature, doi: 10.1038/nature12452; 2013

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1 Kommentar:

Prof. Dr. Dieter Böning
Prof. Dr. Dieter Böning

Das klingt ja recht interessant, aber ein bisschen mehr Auskunft darüber, wie die Keimzellen des Fadenwurms das Immunsystem aktivieren, hätte ich erwartet.

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