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Immunsystem: Zellen töten Bakterien mit Nanominen

Dank eines bisher unbekannten Tricks füllen Zellen ihr Inneres mit tödlichen Bakterienfallen. Der Effekt zeigt auch: Jede Körperzelle ist eine potenzielle Immunzelle.
Abstrakte Darstellung von so etwas wie Viren und Bakterien auf blauem Hintergrund.Laden...

Ein bisher komplett unbekannter Bestandteil des Immunsystems bekämpft Bakterien im Inneren von Zellen. Wie eine Arbeitsgruppe um John D. MacMicking von der Yale University in »Science« berichtet, bilden Zellen der Schleimhäute und der Blutgefäßwand Nanoscheiben des Proteins APOL3. Dringen nun Bakterien wie Shigella flexneri, Burkholderia thailandensis oder sich in Zellen vermehrende Salmonellenstämme in diese Zellen ein, tötet APOL3 sie. Der Mechanismus sei nicht nur bisher völlig unbekannt, er verdeutliche auch, dass potenziell jede Körperzelle am Immunsystem beteiligt sein könne, schreibt der Immunologe Carl Nathan von der Cornell University ebenfalls in »Science«.

Das Team um MacMicking verfolgte bei der Untersuchung die Spur des Signalstoffs Interferon-gamma (IFN-γ). Dieser Signalstoff spielt eine entscheidende Rolle sowohl für das angeborene als auch das adaptive Immunsystem – er aktiviert jedoch ebenso Gene in Zellen, die nicht an der klassischen Immunantwort beteiligt sind. Mit Hilfe von CRISPR-Cas9 schaltete das Team insgesamt 19 050 solcher Gene aus, um ihre Funktion zu bestimmen. Dabei erwies sich, dass APOL3 anscheinend Bakterien aktiv tötet und mehrere Zelltypen schützt. Das Besondere: Das Molekül verlässt dabei nicht die Zelle.

Stattdessen bildet es im Zellplasma scheibchenartige Nanostrukturen, die als antibakterielle »Minen« fungieren. Dringt so ein Krankheitserreger in die Zelle ein, stößt er auf die Scheibchen und wird vernichtet. Vermutlich zerfetzt das Protein ihre Hülle; APOL3 gehört zur Gruppe der Apolipoproteine, die seifenähnliche Eigenschaften haben. Ein Teil ist wasserlöslich, während der andere Teil fettlöslich ist. Dadurch binden diese Stoffe gut an Lipide der bakteriellen Zellmembranen und reißen sie aus ihrem Verband. Normalerweise haben Proteine dieser Klasse weit harmlosere Funktionen. Sie transportieren verschiedene fettähnliche Moleküle, ebenso wie fettähnliche Vitamine, in Blut, Lymphe und Liquor. Apolipoproteine sind unter anderem Bestandteile der viel diskutierten Protein-Lipid-Komplexe HDL und LDL.

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