Zellen vor Übergriffen des Immunsystems schützen

- EN- DE - FR- IT
(© Image: Depositphotos)
(© Image: Depositphotos)

Wissenschaftler der EPFL enthüllen, wie Turandot-Proteine in Drosophila dieses Insekt vor Selbstverletzungen schützen, die durch sein Immunsystem verursacht werden. Ihre Studie ist die erste, die Proteine identifiziert, die vor antimikrobiellen Peptiden schützen, was zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der zellulären Resilienz führt und weitere therapeutische Anwendungen in Aussicht stellt.

Im ständigen Kampf zwischen Organismen und Krankheitserregern spielt unser Immunsystem die Rolle eines wachsamen Wächters. Doch diese Verteidigung kann manchmal zu einem zweischneidigen Schwert werden und das Gewebe schädigen, das es eigentlich schützen soll.

Eine aktuelle Studie des Teams von Bruno Lemaitre von der EPFL enthüllt einen neuen Aspekt dieses Gleichgewichts. Sie befasst sich mit der Fruchtfliege Drosophila melanogaster und einer Proteinfamilie namens Turandot (wie Puccinis Oper), von der bekannt ist, dass sie während Stress und Immunantworten freigesetzt wird, deren Funktionen jedoch unklar sind. Die Studie wurde in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht und zeigt, wie die Turandot-Proteine die Fruchtfliege vor Schäden durch das Immunsystem schützen.

Drosophila, ein in der biologischen Forschung weit verbreiteter Modellorganismus, verwendet antimikrobielle Peptide (AMP), die Krankheitserreger durch Störung ihrer Zellmembranen abtöten können. Dies kann jedoch zu einer unbeabsichtigten Schädigung der Wirtszellen führen, insbesondere wenn antimikrobielle Peptide in großen Mengen produziert werden.

Die Studie der EPFL zeigt, dass Turandot-Proteine an die Membranen von Wirtszellen, insbesondere des respiratorischen Epithels, binden und diese vor den schädlichen Auswirkungen antimikrobieller Peptide schützen. Dieser Schutzmechanismus ist für die Aufrechterhaltung der Gewebeintegrität und das Überleben des Organismus in Stresssituationen von entscheidender Bedeutung.

Die Forscherinnen und Forscher setzten eine Reihe ausgeklügelter Techniken ein, darunter Elektrophysiologie, Lipidbindungsassays und Molekulardynamiksimulationen. Mit diesen Methoden konnten sie die Wechselwirkungen zwischen Turandot-Proteinen und Zellmembranen beobachten und dabei hervorheben, wie sie bevorzugt an Phosphatidylserin binden, ein Phospholipid, das unter Stressbedingungen an der Zelloberfläche freigesetzt wird. Die Turandot-Proteine sequestrieren das Phosphatidylserin und verhindern so, dass antimikrobielle Peptide die Wirtszellen angreifen.

Die Studie ermöglicht nicht nur ein besseres Verständnis der Feinheiten des Immunsystems, sondern zeigt auch die evolutionären Strategien auf, die Organismen entwickelt haben, um den Schaden zu minimieren, den sie sich selbst im Rahmen ihrer Immunreaktionen zufügen. Die Autoren erklären: "Soweit wir wissen, ist unsere Studie die erste, die eine Klasse von Molekülen identifiziert, die tierische Zellen vor der Wirkung antimikrobieller Peptide schützt".

Diese Ergebnisse könnten weiterreichende Auswirkungen haben und darauf hindeuten, dass ähnliche Schutzmechanismen auch in anderen Organismen, einschließlich des Menschen, existieren könnten. Dies eröffnet neue therapeutische Wege, insbesondere in Fällen, in denen ein überaktives Immunsystem Schäden verursachen kann, wie bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen.

Referenzen

Samuel Rommelaere, Alexia Carboni, Juan F. Bada Juarez, Jean-Philippe Boquete, Luciano A. Abriata, Fernando Teixeira Pinto Meireles, Verena Rukes, Crystal Vincent, Shu Kondo, Marc S. Dionne, Matteo Dal Peraro, Chan Cao, Bruno Lemaitre. A humoral stress response protects Drosophila tissues from antimicrobial peptides. Current Biology 13 March 2024. DOI: 10.1016/j.cub.2024.02.049