Dienstag, 31.05.2011




Ein Ablassventil des Immunsystems
Die molekularen Maschinen, die unsere Körper gegen Infektionen verteidigen, machen keinen Rauch und keinen Lärm, aber einige von ihnen arbeiten scheinbar nach dem gleichen Prinzip wie eine Dampfmaschine. Wissenschaftler des Weizmann Instituts haben einen Mechanismus entdeckt, der Entzündungen genauso kontrolliert wie ein Ventil eine Dampfmaschine: Erst wenn der Entzündungsmechanismus, der Zellen gegen Viren schützt, einen Höhepunkt der Aktivität erreicht, schaltet sich das "Dampfablassventil" ein und bringt diesen Mechanismus wieder in seinen Ruhestand, bereit für einen erneuten Einsatz. Diese Entdeckungen könnten neues Licht auf inflammatorische Erkrankungen wie etwa rheumatische Arthritis oder Darmentzündungen werfen und einen Weg für die Entwicklung effektiver Therapien aufzeigen.



Wie arbeitet ein zelluläres "Dampfablassventil"? Die Wissenschaftler haben entdeckt, dass eine wichtige Komponente ein Enzym namens Caspase 8 ist. Wenn die Zelle von einem Virus befallen wird, gesellt sich Caspase 8 zu einem großen Molekularkomplex, der entsteht, um ein entzündliches Signal auszusenden. Aber sobald dieses Signal hervorgerufen wird, sorgt es auch dafür, dass die entzündliche Reaktion am Ende wieder abgestellt wird. Den Mechanismus könnte man mit dem Höhepunkt eines Dampfkreislaufs vergleichen, wenn ein Ventil geöffnet wird, das Dampf ablässt und eine Maschine wieder in ihre Ausgangsposition zurückbringt. In einer Körperzelle veranlaßt das entzündliche Signal Caspase 8 dazu, ein Protein namens RIP1 – ein wichtiger Signalauslöser - zu zerstören, sobald  RIP1 ein Stadium maximaler Verstärkung erreicht hat. Der Entzündungskreislauf ist dann beendet: Der Signalmechanismus kehrt genau nach Erreichung seines Aktivitätshöhepunkts wieder in seinen neutralen Zustand zurück, bereit sich einem weiteren Entzündungszyklus zuzuwenden, falls die Zelle noch immer von Viren angegriffen wird.

Bisher war Caspase 8, das vor 15 Jahren von Prof. David Wallach aus dem Fachbereich Biologische Chemie am Weizmann Institut entdeckt wurde, dafür bekannt, dass es Entzündungen nur auf eine Art und Weise verhindert, indem sich beschädigte Zellen in einem Prozess, der sich Apoptose nennt, selbst zerstören. Im Laufe dieses Prozesses werden die Inhalte der absterbenden Zelle daran gehindert, sich zu verbreiten und Entzündungen hervorzurufen. Diese gegenwärtige Studie, über die kürzlich im Magazin Immunity berichtet wurde, enthüllt einen völlig neuen Mechanismus, in dem Caspase 8 eine Entzündung direkter kontrolliert. Die Forschungsstudie wurde in Wallachs Labor von Dr. Akhil Rajput, Dr. Andrew Kovalenko, Dr. Konstantin Bogdanov, Seung-Hoon Yang, Dr. Tae-Bong Kang, Dr. Jin-Chul Kim und Dr. Jianfang Du durchgeführt.

Die Forschungsergebnisse könnten für verschiedene Arten von Entzündungen relevant sein – nicht nur solche, die von Viren hervorgerufen werden – und könnten somit wichtige Einsichten in entzündliche Mechanismen bieten. Da solche Störungen u.a. auftauchen können, wenn die entzündliche Reaktion nicht richtig abgestellt wird, könnte es möglich sein, dass Caspase 8 defekt ist und dadurch der RIP1-"Signalverstärker" exzessiv aktiviert wird. Und falls dies in der Tat der Fall sein sollte, könnte ein neuer Behandlungsansatz darauf abzielen, RIP1 zu blockieren und dadurch die Entzündung auf präzise und selektive Art zu bekämpfen.

Prof. David Wallachs Forschungsarbeit wird finanziert von dem M.D. Moross Institute for Cancer Research und dem Leona M. Und Harry B. Helmsley Charitable Trust. Prof. Wallach hält den Joseph-und-Bessie-Feinberg-Lehrstuhl inne.


(Weizmann Institut für Wissenschaft, 31.05.11)