Menschliches Immunsystem

Medizin am Abend Berlin Fazit: Wächter des menschlichen Immunsystems enträtselt

Dendritische Zellen sind ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems: 

Sie erkennen Eindringlinge, nehmen sie auf und lösen daraufhin eine vollständige Immunantwort aus. 

Ein Forscherteam unter Federführung des Universitätsklinikums Erlangen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und des LIMES-Instituts der Universität Bonn haben nun grundlegende Erkenntnisse zu menschlichen dendritischen Zellen gewonnen, die in Zukunft auch zur Entwicklung neuartiger Immuntherapieansätze beitragen könnten. 

Die Ergebnisse sind jetzt im renommierten Fachmagazin „Science Immunology“ veröffentlicht worden. 

 Während dendritische Zellen des lymphatischen Systems überwiegend durch ihre Entwicklung geprägt sind, werden sie in der Lunge und der Haut vorwiegend durch gewebespezifische Faktoren beeinflusst.
© Carla Schaffer / AAAS
 

• Dendritische Zellen – ihren Namen verdanken sie den unzähligen Verzweigungen ihrer Oberfläche – besiedeln weite Teile des menschlichen Körpers, wo sie eine regelrechte Wächterrolle einnehmen. 

Erkennen sie einen Krankheitserreger, wird dieser in die Zelle aufgenommen und verarbeitet.

• Daraufhin setzt sich die dendritische Zelle in Bewegung, um in einem nahegelegenen Lymphknoten mit anderen Immunzellen – zum Beispiel T-Zellen – zu interagieren und erregerspezifische Immunantworten auszulösen. 

Somit nehmen dendritische Zellen eine ganz besondere Rolle im Gesamtgefüge des Immunsystems ein. In den letzten Jahren stellte sich heraus, dass dendritische Zellen in der Maus aus verschiedenen Untergruppen zusammengesetzt sind, die sich teils deutlich in ihrer Funktion und Verteilung im Körper unterscheiden. Über die entsprechende Situation im Menschen war bislang wenig bekannt.

Nun haben Dr. Gordon Heidkamp und Prof. Dr. Diana Dudziak vom Uni-Klinikum Erlangen erstmals eine Übersichtsarbeit angefertigt, in der dendritische Zellen systematisch in verschiedenen menschlichen Organen – Blut, Milz, Thymus, Mandeln, Knochenmark, Nabelschnurblut – mittels 16-Farben-Durchflusszytometrie charakterisiert wurden. Anhand dieser Fluoreszenz-basierten Methode war es möglich, die unterschiedlichen Immunzellen getrennt voneinander darzustellen, Häufigkeiten verschiedener Untergruppen von dendritischen Zellen zu ermitteln und wichtige Oberflächenproteine zu identifizieren. So konnten die Wissenschaftler zeigen, dass das Oberflächenprofil der jeweiligen Untergruppe von dendritischen Zellen in den verschiedenen Geweben konstant ist.

Zusätzlich ist es den Erlanger Wissenschaftlern gelungen, dendritische Zellen aus dem Gesamtgemenge an Zellen im menschlichen Blut, in der Milz und im Thymus zu isolieren und deren Erbinformation in Form von Ribonukleinsäure (RNA) zu untersuchen.

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,Die äußerst aufwendige Datenanalyse erfolgte in enger Kooperation mit Jil Sander und Prof. Dr. Joachim L. Schultze vom LIMES (Life and Medical Sciences) Institut der Universität Bonn. Die Bonner Kollegen konnten durch innovative Analysemethoden, zum Beispiel Cibersort Analyse, eindrucksvoll bestätigen, dass die jeweiligen Untergruppen der dendritischen Zellen ein sehr konstantes Profil zeigen, unabhängig davon, ob sie sich im Blut, in der Milz oder im Thymus befinden. 

Prof. Dr. Schultze erörtert:

„Interessanterweise zeigten sich im Gegensatz dazu in nicht-lymphatischen Organen wie der Haut oder der Lunge, dass hier Gewebe-spezifische Faktoren einen größeren Einfluss auf das Transkriptom der dendritischen Zellen haben.“

• Aufgrund der aktuell veröffentlichten Ergebnisse und der besonderen Eigenschaften von dendritischen Zellen erhoffen sich die Wissenschaftler Auswirkungen auf die Therapie bestimmter Erkrankungen des Immunsystems und auf die Entwicklung neuer Ansätze für die Behandlung von Tumorerkrankungen. 

„Es gibt Erkenntnisse, dass dendritische Zellen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von innovativen Immuntherapieansätzen spielen können. Unsere Ergebnisse helfen dabei, grundlegende Eigenschaften dieser Zellen besser zu verstehen“, fasst Prof. Dr. Diana Dudziak zusammen.

Die Studie wurde in einer engen Kollaboration zwischen Dr. Gordon Heidkamp und Prof. Dr. Diana Dudziak vom Universitätsklinikum Erlangen sowie Jil Sander und Prof. Dr. Joachim L. Schultze vom LIMES (Life and Medical Sciences) Institut der Universität Bonn, Mitglieder des Exzellenzclusters ImmunoSensation, durchgeführt. Insgesamt waren 31 Wissenschaftler an den Standorten Erlangen, Bonn, Kiel, Bamberg, Augsburg, Frankfurt und Singapur an dem Projekt beteiligt.

Publikation: Human lymphoid organ dendritic cell identity is predominantly dictated by ontogeny, not tissue microenvironment, „Science Immunology“

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Prof. Dr. Joachim L. Schultze
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E-Mail: j.schultze@uni-bonn.de

Prof. Dr. Diana Dudziak
Universitätsklinikum Erlangen
Department Dermatologiea
Labor für Biologie dendritischer Zellen
Tel. +49(0)9131/8539346
E-Mail: diana.dudziak@uk-erlangen.de
Johannes Seiler Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
 

Abnehmen: Plasma-Leptin-Spiegel bearbeiten...

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Abnehmen stärkt das Immunsystem - Ergebnis einer Forschungsarbeit einer Doktorandin

Können Menschen ihr Immunsystem stärken, wenn sie abnehmen? 

Dieser Fragestellung ist Janine Jahn (29) in ihrer Doktorarbeit auf den Grund gegangen, die sie in der Arbeitsgruppe von Professorin Heike Kielstein am Institut für Anatomie und Zellbiologie der Medizinischen Fakultät Halle verfasst hat. Die Dissertation ist nun von der Anatomischen Gesellschaft als „Paper of the month“ (Publikation des Monats) ausgewählt worden. 
 
32 gesunde, aber übergewichtige Männer und Frauen sind dafür in eine Versuchs- und eine Kontrollgruppe eingeteilt worden.

Die Versuchsgruppe hat ein dreimonatiges Sport- und Ernährungsprogramm verordnet bekommen. 

Unterschiedliche Messwerte wurden dabei mit Sport- und Bluttests erfasst und nach drei Monaten sowie auch nochmal nach sechs Monaten kontrolliert.

• Auch wurden Zellen im Blut mittels Durchflusszytometrie auf immunzellspezifische Funktionen und Leptin-Signalübermittlung hin analysiert. 

• Leptin ist ein Stoff, der hauptsächlich von Fettgewebszellen (Adipozyten) abgegeben wird. 

„Die Probenmenge war dementsprechend sehr hoch und die Auswertung hat einige Zeit in Anspruch genommen“, sagt die studierte Ernährungswissenschaftlerin Janine Jahn, die seit 2011 an ihrer Dissertation gearbeitet hat.

Die Erkenntnis:

• Aufgrund von Fettleibigkeit zurückgegangene Funktionen der Natürlichen Killerzellen (NK) können reaktiviert werden, wenn man abnimmt – und zwar vor allem den Körperfettanteil reduziert. 

• Die NK-Zellen haben unter anderem die Krebszellen- und Virenabwehr zur Aufgabe. 

Der Plasma-Leptin-Spiegel war zudem deutlich zurückgegangen, während die Interferon-Gamma-Produktion in einigen NK-Zellen um das Doppelte angestiegen war, wird in der Arbeit nachgewiesen.

• Interferon-Gamma ist ein Zytokin, das, vereinfacht gesagt, die Immunabwehr stimuliert. 

Demnach bedeutet eine Reduzierung des Körperfettanteils eine Stärkung des Immunsystems, und das Gute daran ist: „Wir können unser Immunsystem selbst modifizieren“, sagt Janine Jahn.

Die Körperzusammensetzung der Probanden war mittels Bioelektrischer Impedanzanalyse ermittelt worden, bei der mit einem Wechselstrom-Signal der Widerstand des Körpers gemessen wird.

Damit kann unter anderem das Körperwasser, die Körperzellmasse und auch die Fettmasse ermittelt werden. 

Die männlichen Probanden der Versuchsgruppe haben laut Jahn zehn Kilo Körperfettmasse verloren und sind körperlich fitter geworden, bei den Frauen waren es fünf Kilo Körperfettmasse-Verlust. Jahn erklärt sich das aus einem etwas ausgeprägteren Ehrgeiz bei den Männern.


Für die Untersuchung ist zudem mit Wissenschaftlern des Instituts für Agrar- und Ernährungswissenschaften sowie des Instituts für Leistungsdiagnostik und Gesundheitsförderung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Department für Orthopädie, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie der halleschen Universitätsmedizin zusammengearbeitet worden.

Dass eine Publikation von der Anatomischen Gesellschaft ausgewählt wird, ist zudem etwas Besonderes. „Fast alle Anatomischen Institute in Deutschland teilen der Gesellschaft in Abständen von ein bis zwei Monaten mit, was gerade neu publiziert worden ist. Aus diesen rund zehn bis 15 Einreichungen werden dann von zwei Anatomen die besten selektiert. Und daraus wiederum wird dann nochmal das Beste ausgewählt“, erklärt Prof. Heike Kielstein, Direktorin des halleschen Anatomie-Instituts. Das sei einerseits eine große Ehre, sind sich Kielstein und Jahn einig, andererseits generiere es Aufmerksamkeit für die hallesche Anatomie sowie Rückmeldungen anderer Wissenschaftler in Deutschland.

Diese Ehre wird dem halleschen Institut im Übrigen gleich nochmal zuteil. Denn auch das nächste „Paper of the month“ der Anatomischen Gesellschaft ist eines der halleschen Anatomie – diesmal aus der Arbeitsgruppe Fischer.

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