Neutrophile: Auf frischer Tat markiert

18. März 2015
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Neutrophile konnten bislang nur unter schwierigen Bedingungen untersucht werden. Im Mausmodell lassen sich dank eines Fluoreszenzproteins und eines Enzyms ausschließlich Neutrophile markieren und verändern. Dies ermöglicht spezifische Untersuchungen an lebenden Organismen.

Viele der in der Natur vorkommenden Keime können Gesunden nichts anhaben, da ihre Neutrophilen einen effektiven Schutz bieten. Wenn die neutrophilen Granulozyten fehlen oder defekt sind, entsteht ein großes Gesundheitsrisiko, etwa bei Leukämie-Erkrankungen oder nach Knochenmarkstransplantationen. Prof. Dr. Matthias Gunzer, Direktor des Instituts für Experimentelle Immunologie und Bildgebung: „Patienten, bei denen diese Zellen nicht funktionieren, sind Erregern hilflos ausgeliefert. Im schlimmsten Fall sterben sie nicht an der gravierenden Grunderkrankung, sondern z.B. an einem eigentlich harmlosen Schnupfen.“

Um zu verstehen, wie Neutrophile diesen Schutz realisieren, werden die Zellen weltweit vielfach untersucht. Aber bisher war dies nur unter vergleichsweise schwierigen Bedingungen möglich, da im Versuch neben den Neutrophilen stets auch andere Zellen verändert wurden. Den Wissenschaftlern der Medizinischen Fakultät ist es nun im Verbund mit weiteren Forschungseinrichtungen gelungen, eine Mäuserasse zu züchten, bei welcher Dank eines Fluoreszenzproteins und eines Enzyms ausschließlich Neutrophile markiert und verändert werden können. Dadurch sind diese leicht identifizier- und damit untersuchbar. Dies macht erstmals hoch spezifische Untersuchungen der Funktion von Neutrophilen innerhalb eines lebenden Organismus möglich. Da viele bisher notwendige Kontrollexperimente nun entfallen, kann so zugleich die Zahl der zu untersuchenden Tiere reduziert werden.

Neutrophile Granulozyten (grün), welche die Sporen des Schimmelpilzes Aspergillus fumigatus (rot) „fressen“. Gemacht wurden die Aufnahmen mit einem Raster Elektronenmikroskop. © Universitätsklinikum Essen

Neutrophile Granulozyten (grün), welche die Sporen des Schimmelpilzes Aspergillus fumigatus (rot) „fressen“. Gemacht wurden die Aufnahmen mit einem Rasterelektronenmikroskop. © Universitätsklinikum Essen

„Wenn wir verstehen, wie diese hochspezialisierten Immunzellen arbeiten, können wir sie künftig vielleicht auch davor schützen, z.B. bei einer Chemotherapie geschädigt zu werden“, erläutert Matthias Gunzer. „Wir erwarten, dass die von uns entwickelten völlig neuen Untersuchungsmöglichkeiten für Neutrophile die Erforschung dieser enorm wichtigen Immunzellen revolutionieren werden. Davon werden eines Tages unsere […] Patienten maßgeblich profitieren.“

Originalpublikation:

Catchup: a mouse model for imaging-based tracking and modulation of neutrophil granulocytes
Matthias Gunzer et al.; Nature Methods, doi: 10.1038/nmeth.3322; 2015

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