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Immunsystem: Rote Blutkörperchen helfen der Körperabwehr

Rote Blutkörperchen galten lange als bloßer Sack ohne Zellkern, der schlicht perfekt Sauerstoff durch den Körper transportiert - aber nicht viel mehr. Das ist überholt: Die Blutzellen spüren sogar Gefahren und warnen das Immunsystem.
Rote Blutkörperchen unter dem Mikroskop

Die verschiedenen Blutkörperchen im Körper gelten als ausgesprochene Spezialisten: Weiße Leukozyten helfen auf unterschiedliche Weise dem Immunsystem, die roten Erythrozyten dagegen transportieren Atemgase wie Sauerstoff im Blutkreislauf. Ganz so eindeutig getrennt wie oft angenommen sind die Aufgaben der Blutzellen aber nicht, berichtet ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Fachblatt »Science Translational Medicine«: Selbst die auf den ersten Blick ausschließlich auf den Gastransport optimierten roten Blutkörperchen übernehmen bei Bedarf eine Rolle in der Körperabwehr, die bisher übersehen worden ist.

Klar war bereits, dass rote Blutkörperchen dem Immunsystem durchaus nützlich werden können. Sie verkleben sich zum Beispiel mit Krankheitserregern zu Klumpen und immobilisieren sie, bis sie dann von den anrückenden Spezialkräften des Immunsystems abgebaut werden. Das Team um Metthew Lam von der University of Pennsylvania hat nun einen Fall von weniger passiver Unterstützung angesehen: Erythrozyten, die DNA von Krankheitserregern aufnehmen und als Warnsignal für die Körperabwehr präsentieren.

Die Forschenden haben in Mäusen und in Zellkulturversuchen untersucht, wie rote Blutkörperchen sowie verschiedene Krankheitserreger wie Malariaerreger oder das Bakterium Legionella pneumophila aufeinander reagieren. Dabei zeigte sich, dass die Erythrozyten DNA-Schnipsel von Parasiten und Bakterien an ein Oberfächenprotein binden, dem Rezeptorprotein TLR9 (toll-like receptor 9), und auf ihrer Außenseite präsentieren. Der Rezeptor ist auf DNA aus beschädigten Zellen spezialisiert, die reich an so genannten CpG-Motiven sind; Abschnitten, in denen die zwei DNA-Nukleobasen Cytosin und Guanin aufeinander folgen. An der typischen Verteilung von CpG-Motiven im Erbgut kann das Immunsystem fremde DNA etwa Bakterien- und Bruchstücke körpereigener DNA unterscheiden.

Die durch Fremd-DNA aktivierten TLR9 an den roten Blutkörperchen geben nun ein Warnsignal an den Körper, schreiben Lam und seine Kolleginnen und Kollegen. Sie kurbeln innate Immunreaktionen an, also eine unspezifische Abwehrreaktion von Killerzellen und Blutplasmaproteinen. Das zeigt sich auch, wenn rote Blutkörperchen mit aktiven TLR9 aus einer Maus in eine andere transplantiert werden, die keine Krankheitserreger im Blut hat: Ihr Immunsystem reagiert auf die Warnung der transplantierten Erythrozyten mit heftigen Entzündungsreaktionen, die einer Blutvergiftung beim Menschen ähneln.

Rote Blutkörperchen fungieren als Warnsirenen des Immunsystems, schlussfolgern Lam und Co. Sie schlagen Alarm, wenn Bakterien-DNA in größerer Konzentration im Blut enthalten ist, ganz ähnlich wie dies auch bei Zellen des Immunsystems abläuft. Allerdings sind die Erythrozyten sehr viel zahlreicher; ihre Bedeutung für die Körperabwehr sollte also nicht unterschätzt werden, schreiben die Autoren der aktuellen Studie. Mit gebundener DNA alarmierende rote Blutkörperchen werden von den Zellen der Körperabwehr abgebaut, so wie alte Erythrozyten. Die Signale des TLR9 überlagern eine Botschaft, die Fresszellen dabei hilft, junge von altgedienten, verbrauchten Erythrozyten zu unterscheiden. Die Forscher vermuten nun, dass dies eine Ursache für Anämie bei bestimmten Erkrankungen sein kann: Bei einer Blutvergiftung könnte das Immunsystem zu viele Erythrozyten abbauen, die mit dem TLR9 vor der Bedrohung warnen. Einer so entstehenden Anämie könnte womöglich mit Medikamenten entgegengearbeitet werden, die den TLR9 blockieren und die Erythrozyten so vor dem Abbau schützen, vermuten Lam und sein Team.

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