Immunzell-Navigationssystem entschlüsselt

12. Mai 2014
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Um die unzähligen Immunzellen zu koordinieren und eine effektive Immunantwort zu ermöglichen, besitzt das Immunsystem ein komplexes System aus Lock- und Signalstoffen sowie Rezeptoren. Forscher entdeckten nun, dass ein Lockstoffgradient auch aktiv entstehen kann.

Die Bindung eines Lockstoffes an seinen Rezeptor ermöglicht es Immunzellen, gezielt zu einem Ort zu wandern, um dort beispielsweise eingedrungene Mikroorganismen zu bekämpfen. Dabei bewegt sich die Zelle immer dorthin, wo am meisten Lockstoff vorhanden ist, also Richtung Quelle der Produktion.

„Atypische Rezeptoren“ im Einsatz

Bisher nahm man an, dass sich die Botenstoffe von dieser Quelle aus passiv per Diffusion im umliegenden Gewebe verteilen, so dass ein Gradient entsteht, anhand dessen sich die wandernden Zellen orientieren können. Forscher um Professor Dr. Reinhold Förster, Direktor des MHH-Instituts für Immunologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), und um Professor Dr. Antal Rot, Universität Birmingham, UK, konnten nun jedoch zeigen, dass solche Gradienten auch auf aktive Weise entstehen – indem „atypische Rezeptoren“ Lockstoff binden und abbauen.

 Wie weiß eine Zelle welche Wand der Boden ist?

So steuert zum Beispiel der atypische Rezeptor CCRL1 den Eintritt von Zellen in Lymphknoten: Zunächst gelangen die Zellen in den Lymphknoten-Eingangsbereich, den subkapsulären Sinus. Von dort müssen sie sich durch den Boden des Raums “bohren”, um in den Lymphknoten zu gelangen. Doch wie weiß eine Zelle — in einem Raum ohne Türen und Fenster — welche Wand der Boden ist? Die eigentlich hilfreichen Lockstoffe sind überall in diesem Raum vorhanden. Hier kommt CCRL1 an der Decke des subkapsulären Raums zum Einsatz. „CCRL1 saugt laufend Lockstoffe ab, so dass sich mehr davon am Boden befinden“, erläutert die Tierärztin Kathrin Werth, Co-Erstautorin der Studie und PhD-Studentin an der MHH.

Aufnahme eines subkapsulären Sinus, bei dem deutlich mehr Lockstoff (grün) am Boden als an der Decke zu finden ist. © MHH/Braun

Aufnahme eines subkapsulären Sinus, bei dem deutlich mehr Lockstoff (grün) am Boden als an der Decke zu finden ist. © MHH/Braun

 Bisher nicht verstandene Beobachtungen aufklären

„Bisher wurde angenommen, dass Gradienten nur durch Diffusion entstehen; mit dem hier gefundenen aktiven Aufbau von Lockstoffgradienten lassen sich viele bisher nicht verstandene Beobachtungen in der Immunologie sowie in der Entwicklungsbiologie sehr gut erklären“, sagt Professor Förster. Es bleibe die spannende Frage, an welchen anderen Stellen im Körper diese atypischen Rezeptoren noch überzählige Wegweiser entfernen, um Immunzellen zu navigieren.

Originalpublikation:

The atypical chemokine receptor CCRL1 shapes functional CCL21 gradients in lymph nodes
Antal Rot et al.; Nature Immunology, doi: 10.1038/ni.2889, 2014

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