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Prof. Dr Christoph Binder: Senkung des venösen Thromboserisikos (Blutgerinnung): Antikörperbestimmung Immunglobulin-M (IgM)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neuer Therapieansatz für Senkung des Thromboserisikos entdeckt

Eine Studie der Forschungsgruppe von Christoph Binder, Principal Investigator am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie Professor an der Medizinischen Universität Wien, erklärt, wie Antikörper des Typs Immunglobulin-M (IgM) Thrombosen verhindern können.

  • Der thrombotische Verschluss von Blutgefäßen führt zu Herzinfarkten, Schlaganfällen und venösen Thromboembolien und stellt die Hauptursache für frühzeitige Todesfälle weltweit dar. 

Eine neue Studie der Forschungsgruppe von Christoph Binder, Principal Investigator am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie Professor an der Medizinischen Universität Wien, erklärt nun, wie Antikörper des Typs Immunglobulin-M (IgM) Thrombosen verhindern können.  

  • Diese – so zeigt die im Fachjournal Blood veröffentlichte Studie – können sogenannte Mikrovesikel, Membranabschnürungen, die von Zellen freigesetzt werden und thrombosefördernd wirken, identifizieren, binden und so einen schützenden Effekt erzielen. 

Die Ergebnisse liefern damit einen neuen Ansatzpunkt zur Reduktion des Thromboserisikos durch IgM-Antikörper.

Antikörper sind ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems. 

  • Diese Eiweißstoffe dienen im Körper einerseits zur Abwehr von Mikroben wie Bakterien, Pilze und Viren, andererseits zum Abbau von körpereigenem „Zellabfall“. 

Eine wesentliche Rolle spielen dabei natürlich vorkommende Antikörper vom Typ Immunglobulin-M (IgM). 

  • Im Kontext von Thrombosen belegten frühere Studien, dass Menschen mit einer niedrigen Zahl an IgM-Antikörpern ein erhöhtes Risiko für venöse Thrombosen aufweisen. 

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Christoph Binder, Professor für Atheroskleroseforschung an der Medizinischen Universität Wien und Principal Investigator am CeMM, konnte in einer 2009 publizierten Studie zeigen, dass ein großer Anteil aller natürlichen IgM-Antikörper sogenannte oxidations-spezifische Epitope bindet, jene molekularen Strukturen, die dafür sorgen, dass absterbende Zellen vom Immunsystem erkannt und abtransportiert werden können. 

In der aktuellen Studie identifizierte Binders Forschungsgruppe jene Mechanismen, welche der antithrombotischen Wirkung von IgM-Antikörpern zugrunde liegen.

IgM-Antikörper binden gerinnungsfördernde Mikrovesikel

  • Mikrovesikel sind Membranabschnürungen, welche von der Zellmembran freigesetzt werden und eine wichtige Rolle in der Blutgerinnung und bei Thrombosen spielen. 

Die Studienautoren Georg Obermayer und Taras Afonyushkin aus Christoph Binders Forschungsgruppe, beide an CeMM und MedUni Wien affiliiert, konnten nun zeigen, dass natürliche IgM-Antikörper, welche oxidations-spezifische Epitope binden, die Blutgerinnung in humanen Proben und Thrombosen in Mäusen verhindern können, welche durch Mikrovesikel verursacht werden.

  •  „Wir gehen davon aus, dass genau diese spezifischen Mikrovesikel besonders entzündungs- und gerinnungsfördernd sind“, so die Wissenschafter. 

Sowohl bei Versuchen am Mausmodell als auch direkt an menschlichen Blutproben konnten die Wissenschafter zeigen.

--dass durch das Hinzufügen von IgM-Antikörpern die durch spezifische Mikrovesikel verursachte Blutgerinnung gehemmt wird. 

  • Umgekehrt zeigte sich auch, dass sich durch Depletion der IgM-Antikörper die Blutgerinnung und Thrombose verstärkte.


Möglicher Ansatzpunkt für zukünftige Therapien

Die Studienautoren erklären:

 „Die Studie lässt uns erstmals verstehen, warum Menschen mit einer niedrigen Zahl an natürlichen IgM-Antikörpern ein erhöhtes Thromboserisiko aufweisen.“ Projektleiter Christoph Binder ergänzt: 

„Die Ergebnisse bieten hohes Potenzial für neue Behandlungen zur Senkung des Thromboserisikos. 

  • Die Beeinflussung des IgM-Antikörper-Spiegels bei RisikopatientInnen könnte eine sinnvolle Ergänzung zur bisher etablierten Blutverdünnung darstellen, da diese bekanntermaßen auch mit Nebenwirkungen wie verstärkter Blutungsneigung bei Verletzungen einhergeht.“ 

Zudem leistet die Studie einen wichtigen Beitrag für die Wissenschaft. 

„Mikrovesikel wurden als Bestandteil der Blutgerinnung auf wissenschaftlicher Seite in den vergangenen Jahren zunehmend als wichtig anerkannt. Die Studie schaffte allerdings erstmals die Möglichkeit, sie therapeutisch zu beeinflussen“, so Binder.

Die Studie „Natural IgM antibodies inhibit microvesicle-driven coagulation and thrombosis“ erschien in der Zeitschrift Blood, online am 8. Dezember 2020. DOI: https://doi.org/10.1182/blood.2020007155.

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AutorInnen: Georg Obermayer*, Taras Afonyushkin*, Laura Göderle, Florian Puhm, Waltraud Schrottmaier, Soreen Taqi, Michael Schwameis, Cihan Ay, Ingrid Pabinger, Bernd Jilma, Alice Assinger, Nigel Mackman, Christoph J. Binder; *geteilte Erstautorenschaft

Förderung: Die Studie wurde vom Spezialforschungsbereich SFB-54 "InThro" des Wissenschaftsfonds FWF, dem Christian-Doppler-Labor für Innovative Therapieansätze in der Sepsis und dem CCHD (Cell Communication in Health and Disease) des FWF unterstützt.

Christoph Binder wurde 1973 in Wien geboren. Nach Abschluss seines Medizinstudiums an der Medizinischen Fakultät der Universität Wien 1997, absolvierte er ein PhD-Programm an der University of California in San Diego. Im Jahr 2005 wechselte Christoph Binder am Institut für Labormedizin der Medizinischen Universität Wien, wo er 2009 zum Professor für Atheroskleroseforschung ernannt wurde. 2006 kam er als Principal Investigator an CeMM. Binder ist Spezialist für Labormedizin und leitet eine Forschungsgruppe, die sich mit der Rolle von Immunfunktionen bei Atherosklerose beschäftigt und wie diese für therapeutische Interventionen genutzt werden können. Er beschrieb erstmals die atheroprotektive Wirkung der Pneumokokken-Impfung und des natürlichen IgM T15/E06 (Binder et al., 2003). Seine Arbeitsgruppe entdeckte, dass bestimmte oxidationsspezifische Epitope, die aus der Lipidperoxidation stammen, wichtige Ziele für natürliche Antikörper (Chou et al., 2009) und für den Komplementfaktor H (Weismann et al., 2011) sind. Er identifizierte auch die atheroprotektiven Rollen und Mechanismen der Zytokine IL-5 (Binder et al., 2004) und IL-13 (Cardilo-Reis et al., 2012) sowie der natürlichen IgM-Antikörper (Gruber et al., 2016; Tsiantoulas et al., 2017). Seine jüngsten Arbeiten konzentrierten sich auf die Identifizierung und Charakterisierung von mitochondrialen extrazellulären Vesikeln (Puhm et al., C2019). Im Laufe seiner Karriere gewann Christoph Binder zahlreiche renommierte Stipendien und Preise und ist Autor von über 130 Publikationen in renommierten Fachzeitschriften wie Nature Medicine und Nature.

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Das CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist eine internationale, unabhängige und interdisziplinäre Forschungseinrichtung für molekulare Medizin unter wissenschaftlicher Leitung von Giulio Superti-Furga. Das CeMM orientiert sich an den medizinischen Erfordernissen und integriert Grundlagenforschung sowie klinische Expertise um innovative diagnostische und therapeutische Ansätze für eine Präzisionsmedizin zu entwickeln. Die Forschungsschwerpunkte sind Krebs, Entzündungen, Stoffwechsel- und Immunstörungen, sowie seltene Erkrankungen. Das Forschungsgebäude des Institutes befindet sich am Campus der Medizinischen Universität und des Allgemeinen Krankenhauses Wien. www.cemm.at

Die Medizinische Universität Wien (kurz: MedUni Wien) ist eine der traditionsreichsten medizinischen Ausbildungs- und Forschungsstätten Europas. Mit rund 8.000 Studierenden ist sie heute die größte medizinische Ausbildungsstätte im deutschsprachigen Raum. Mit 5.500 MitarbeiterInnen, 30 Universitätskliniken und zwei klinischen Instituten, 12 medizintheoretischen Zentren und zahlreichen hochspezialisierten Laboratorien zählt sie auch zu den bedeutendsten Spitzenforschungsinstitutionen Europas im biomedizinischen Bereich. www.meduniwien.ac.at


Originalpublikation:

https://doi.org/10.1182/blood.2020007155.

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Olympischen Spiele in Rio de Janeiro trotz der Zika-Viren

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt:  Zika-Viren: Sind Sportler und Besucher der Olympiade in Brasilien in Gefahr?

Im Juni hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) beschlossen, dass die Olympischen Spiele in Rio de Janeiro trotz der Zika-Viren stattfinden können. Das Risiko einer weiteren internationalen Ausbreitung sei gering. 

Die Viren stehen im Verdacht, bei Schwangeren das Ungeborene zu schädigen und eine Fehlbildung des Gehirns auszulösen. 

Experten am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), Prof. Christian Drosten und Prof. Jan Felix Drexler, Universität Bonn, bewerten die Situation. 
 Die Tigermücke Aedes aegypti kann das Zika-Virus übertragen
Die Tigermücke Aedes aegypti kann das Zika-Virus übertragen cdc/James Gathany
 
Wie groß ist die Gefahr für Sportler und Besucher, während der Olympischen Spiele im August und September mit dem Zika-Virus infiziert zu werden?
  • Es besteht durchaus die Gefahr einer Virusinfektion beim Besuch der Sportstätten. 

Die allgemeine Aktivität von Überträgermücken sollte allerdings mit Beginn des Winters auf der Südhalbkugel etwas abnehmen. Auch sind in Brasilien bereits sehr viele mit dem Virus infiziert worden und deshalb nun mit großer Wahrscheinlichkeit immun. Deshalb sinken die Chancen einer Virusweitergabe zwischen Moskitos, und die Rate an neuen Infektionen von Menschen wird mit der Abnahme der Infektionshäufigkeit von Moskitos sinken. Die Infektion mit dem Zika-Virus ist in den allermeisten Fällen harmlos und ruft allenfalls milde Symptome hervor, beispielsweise Rötungen der Augenbindehaut, Kopfschmerzen und ein allgemeines Fieber-/Müdigkeitsgefühl. Im Gegensatz hierzu steht die weiterhin bestehende Gefahr einer Infektion mit anderen von Mücken übertragenen Viren, beispielsweise Dengue- und Chikungunya-Viren, die auch schwere Krankheitssymptome hervorrufen können. Die brasilianischen Behörden haben weitreichende Maßnahmen zur Moskitobekämpfung im Zusammenhang mit den Olympischen Spielen getroffen.

Wie kann man sich gegen die Mücken am besten schützen?

Die Moskitos, die die oben erwähnten Viren übertragen, sind tagaktiv. Dies bedeutet, dass nicht nur die nächtliche Verwendung von Moskitonetzen als Schutz empfehlenswert ist, sondern auch das Tragen langer Kleidung, die empfindliche Stellen wie die Fußgelenke, den Hals und die Unterarme bedeckt. Bei der Verwendung von Mückenschutzmitteln sollte darauf geachtet werden, dass die Mittel auch für tropische Gebiete empfohlen werden.

Können Schwangere zu den Olympischen Spielen nach Brasilien reisen?

Das genaue Risiko für eine Schädigung des ungeborenen Kindes durch eine Zika-Virusinfektion ist weiterhin unklar. Die bestehende Datenlage lässt aber stark vermuten, dass die frühe Schwangerschaft als wahrscheinlichster Schädigungszeitpunkt gelten muss. Schwangere, die sich in den ersten 6 Monaten der Schwangerschaft befinden, sollten deshalb bei unvermeidbarer Reise in ein Zika-betroffenes Gebiet auf einen ganz besonderen persönlichen Schutz gegen Moskitostiche achten. Zu den betroffenen Gebieten muss man auch die Sportstätten bei den jetzt anstehenden Olympischen Spielen zählen. Eine berufliche Reise im Zusammenhang mit den Olympischen Spielen, bei der sich die Reisende meistenteils in klimatisierten Räumen (Hotel, Konferenzräume, etc.) aufhält, kann als hoher persönlicher Schutz angesehen werden.

Wie groß ist die Gefahr, dass Teilnehmer nach der Olympiade das Virus mit nach Hause nehmen? Wie lange können sie es weitergeben, z. B. an ihre Partnerinnen?

Bei der Gefahr einer Virusübertragung in Deutschland muss man zwischen zwei verschiedenen Konstellationen unterscheiden: Erstens kann das Virus noch geraume Zeit nach Infektion über die männliche Samenflüssigkeit übertragbar sein, in Einzelfällen eventuell sogar über mehrere Wochen. Besteht keine Schwangerschaft, ist eine so übertragene Infektion aber nicht gefährlicher als eine an sich harmlose, durch Moskitos übertragene Infektion. Kondome schützen gegen diese Übertragungsform. Männer, die aus einem Zikagebiet zurückkehren und Sorge haben, ihre schwangere Partnerin zu infizieren, können sich nach Ablauf von etwa zehn Tagen seit Ausreise durch einen spezifischen Antikörpertest untersuchen lassen. Ein negatives Testergebnis schließt eine Infektion aus.
Eine weitere Sorge besteht hinsichtlich einer Weiterverbreitung des Virus über einheimische Mücken. Obwohl bisher keine wissenschaftlichen Daten auf die Möglichkeit einer Übertragung durch einheimische Mücken hinweisen, lässt sich diese theoretische Möglichkeit nie mit absoluter Sicherheit ausschließen. Käme es zu einer einheimischen Übertragung, wäre diese sicherlich örtlich und zeitlich sehr begrenzt.

Sollten alle Heimkehrer zur Sicherheit einen Zika-Test machen lassen?

  • Ein Grund für einen Labortest nach Heimkehr besteht nur in Situationen, in denen eine nicht bemerkte Infektion schwere Konsequenzen hätte. 

Hierzu zählen nur wenige Fälle. Beispiele wären schwangere Frauen – auch nach verzögerter Feststellung einer Schwangerschaft – sowie Männer, deren Frauen schwanger sind und sich über Geschlechtsverkehr infizieren könnten. Ferner betroffen wären Patienten, die aufgrund einer vorbestehenden Erkrankung des Immun- oder Nervensystems einer erhöhten Gefahr unterliegen, virale Infektionen des zentralen Nervensystems zu erleiden.

Hintergrund

Zika-Viren
Das Zika-Virus verursacht Fieber, Hautausschlag, Gelenkschmerzen und Bindehautentzündungen. Bei Schwangeren kann das Virus auf das Ungeborene übertragen werden, was vermutlich ein seltener Vorgang ist. Forscher vermuten einen Zusammenhang zwischen der Virusinfektion und Fehlbildungen des Gehirns beim Baby: In Brasilien wurde seit Oktober ein Anstieg der Fälle von Babys oder Föten mit Mikrozephalie, einem zu kleinen Kopf, registriert. Bisher weiß man nicht, wie häufig eine Infektion bei Schwangeren zu solchen Missbildungen führt. Das Virus wird nach derzeitigem Kenntnisstand vor allem von der Ägyptischen Tigermücke Aedes aegypti übertragen, eine Mückenart, die auf dem Europäischen Festland nicht vorkommt. Das Virus wurde erstmals vor knapp 70 Jahren in Uganda beschrieben.

Viren-Forschung im DZIF
Am DZIF wurden mit dem Schwerpunkt „Neu auftretende Infektionskrankheiten“ beste Voraussetzungen geschaffen, um bei Ausbrüchen neuer Viren schnell Diagnostika, Impfstoffe und antivirale Medikamente zu entwickeln und eine weitere Ausbreitung zu verhindern. Die Bonner Forscher um Christian Drosten konnten bereits den weltweit verwendeten Standardtest zum Nachweis des MERS-Erregers entwickeln. Sie sind auch beteiligt an der Ebola-Forschung im DZIF.



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Prof. Christian Drosten/Prof. Jan Felix Drexler
DZIF-Schwerpunkt „Neu auftretende Infektionskrankheiten“
Universität Bonn
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E-Mail: drosten@virology-bonn.de/E-Mail: drexler@virology-bonn.de

DZIF
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T 0531/6181-1170 und -1154
E-Mail: presse@dzif.de
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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte
http://www.rki.de/DE/Content/Infekt/IGV/spiele_rio.html Reiseinformationen Olympiade

http://www.bnitm.de/aktuelles/mitteilungen/954-empfehlungen-zur-diagnostik-der-z... Zika-Test

Frage: Kann eine Interferonantwort ein Teufelskreis sein? Was meinen Sie?

Medizin am Abend Berlin Fazit:    Defekter Proteinabbau aktiviert das Immunsystem

Forscher der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben in Kooperation mit Wissenschaftlern des National Institute of Health (NIH, Bethesda, USA) herausgefunden, dass ein Defekt in der Entsorgungsmaschinerie für fehlerhafter Proteine das Immunsystem aktiviert. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Clinical Investigations* beschreiben die Wissenschaftler, wie sie anhand einer seltenen Erbkrankheit, des sogenannten Proteasomen-assoziierten autoinflammatorischen Syndromes (PRASS) diesem Zusammenhang auf den Grund gegangen sind. 
 
  • Unsere Haut und unser Immunsystem produzieren im täglichen Kampf gegen Bakterien und Viren reaktive Sauerstoffradikale.
Diese zerstören die Eindringlinge, aber nicht nur das, auch Bausteine innerhalb der Zellen, die Proteine, werden geschädigt. Der daraus entstehende Proteinabfall wird normalerweise durch Proteasome entsorgt. Proteasome sind eine Art Proteinschredder, die aus vielen Bauteilen zusammengesetzt sind. Ihre Leistungsfähigkeit kann durch die Produktion von weiteren Proteasomen und, bei hohem Bedarf, zusätzlich durch den alternativen Einbau von „besseren Schneideblättern“, wie beim Interferon-induzierten Immunoproteasom, gesteigert werden.

  • Interferone sind spezielle immunologische Botenstoffe, die eine immunstimulierende, und vor allem antivirale Wirkung entfalten.

Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Elke Krüger vom Institut für Biochemie der Charité und um Dr. Raphaela Goldbach-Mansky vom NIH haben in ihrer Studie Patienten untersucht, die unter der seltenen Erbkrankheit „PRAAS“ leiden.

  • Bei den Betroffenen wird der Proteinabfall nicht ausreichend entsorgt. 
  • Charakteristisch für das Krankheitsspektrum sind chronische Hautentzündungen mit einem Verlust von Unterhautfettgewebe, Fettfehlverteilung am Körper und wiederkehrendes Fieber. 

Frühere Untersuchungen an diesen Patienten haben auf Veränderungen in einem Bauteil des Immunoproteasoms schließen lassen. In der aktuellen Studie konnten die Wissenschaftler nun auch Veränderungen in anderen Bauteilen des Standard- und Immunoproteasoms identifizieren, die zu einer verschlechterten Abbaukapazität durch das Proteasom und zur Ansammlung von Proteinabfall in den Zellen führt.

  • Der Rückstau des Proteinmülls wiederum schaltet die Produktion von weiteren Interferonen an, die die angeborene Abwehrmaschinerie zusätzlich aktivieren. 

„Eine Interferonantwort ist an sich positiv, da sie die Abwehr gegen Eindringlinge fördert“, erklärt Prof. Elke Krüger. „Sie führt bei den Patienten jedoch zu einer Art Teufelskreis, weil sie die Schäden an den Zellbausteinen verstärkt und eine überschießende Entzündungsreaktion auslöst“, fügt sie hinzu.

Modellhaft konnte dies auch an gesunden Zellen, die mit Proteasom-Hemmern behandelt wurden, nachgestellt werden. „Die Entschlüsselung des genauen Mechanismus von der Botschaft ‚Müllansammlung‘ bis zur letztlichen Herstellung der Interferone, wird das Ziel unserer Forschung für die nächsten Jahre sein,“ erklärt Dr. Anja Brehm, die Erstautorin der Studie. „Aber wir haben bereits jetzt einen besseren Weg gefunden, die Erkrankung zu diagnostizieren, um den Betroffenen eine wirksame Therapie anzubieten“, ergänzt sie.

Die Erkenntnisse aus dieser Forschung werden neben dem Verständnis für Autoinflammatorische Erkrankungen auch dazu beitragen, Neurodegenerative- und Tumorerkrankungen besser zu verstehen, da auch hier die Funktionsfähigkeit des Proteasoms eine große Rolle spielt.


Medizin am Abend Berlin DirektKontakt

Charitéplatz 1
10117 Berlin
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Manuela Zingl
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Dr. Julia Biederlack
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Morbus Crohn: Viren/Bakteriophagen/Phagen/Bakterien und mein adaptives Abwehrsystem

Medizin am Abend Berlin Fazit:    Abwehrsystem automatisch aufgeschlüsselt

Ein Forscherteam hat eine Software entwickelt, die erkennt, wie Bakterien sich gegen Viren verteidigen 
 
Es ist ein Kampf, der seit Urzeiten herrscht – im Wasser, auf der Erde und sogar auf der Haut und im Magen des Menschen: 

Wenn Viren, die so genannten Bakteriophagen oder kurz Phagen, Bakterien befallen, können sie Schaden anrichten.

  • Aktuelle Studien legen nahe, dass Phagen eine Rolle bei chronischen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn spielen könnten. 
  • Doch Bakterien sind anpassungsfähig: Sie verändern ihr Immunsystem, als CRISPR-Cas bezeichnet, um sich zu schützen. 

Erstmals ist es nun einer Gruppe um den Freiburger Bioinformatiker Prof. Dr. Rolf Backofen gelungen, die mehr als 2.000 bekannten CRISPR-Abwehrsysteme von Bakterien zu klassifizieren.

Gemeinsam mit seinen Mitarbeitern Omer S. Alkhnbashi und Fabrizio Costa, seiner Mitarbeiterin Sita J. Saunders sowie mit dem US-amerikanischen National Center for Biotechnology Information hat der Forscher die CRISPR-Cas-Systeme in zwei Klassen, fünf Typen und 16 Subtypen unterteilt.

Dazu nutzte das Team eine selbstentwickelte Software: „Basierend auf maschinellem Lernen ist unser Programm imstande, jedes neue Abwehrsystem automatisch zu klassifizieren“, sagt der Bioinformatiker. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Reviews Microbiology“ erschienen.



Bildunterschrift: Siehe Pressemitteilung
Allgemeiner Aufbau eines CRISPR-cas-Systems. Die Klassifizierung basiert auf der Komposition der CRISPR-assoziierten Proteine (cas). Grafik: Rolf Backofen

  • Die Viren nutzen eine schwer zu schlagende Waffe: Sie entwickeln sich schnell und können sich dadurch immer neuen Wirten anpassen. 
  • Die Bakterien jedoch können sich zur Wehr setzen. Sie haben ein so genanntes adaptives Immunsystem. 
  • Das bedeutet, dass Bakterien, die eine Phageninfektion überlebt haben, sich gegen weitere Infektionen desselben Erregers schützen können.
  • Dazu nutzen sie das System CRISPR-Cas. 
  • Es basiert auf Ribonukleinsäure, die für die Biosynthese von Proteinen verantwortlich ist. 

Bakterien integrieren ein kurzes Stück der ursprünglichen Viren-DNA in ihr CRISPR-System.

Jede eindringende DNA, die eine große Ähnlichkeit mit diesem gespeicherten Stück aufweist, wird vom Bakterium umgehend unschädlich gemacht.

Diese Immunität, also die Information im CRISPR-Cas-System, können verschiedene Bakterien auch über den so genannten horizontalen Gen-Transfer miteinander teilen – sie impfen sich sozusagen gegenseitig.

Die Flexibilität macht die Klassifikation verschiedener CRISPR-Systeme schwierig – bisher war diese Arbeit nur durch mühsame manuelle Analyse möglich. Die von Backofens Team entwickelte Software verarbeitet und analysiert unzählige Datenmengen in kurzer Zeit. So können mehr als 20.000 Proteinsequenzen in fünf Minuten analysiert werden. „Insbesondere ist es nun auch möglich, Bakterien zum Beispiel im Magen oder auf der Haut als Ganzes zu sequenzieren und nach den vorhandenen Bakteriophagen-Immunitäten, also CRISPR-Systemen, zu untersuchen“, sagt der Forscher. Aber das CRISPR-cas System ist auch biotechnologisch von Bedeutung.

So wurden bereits vor zwei Jahren Bausteine eines CRISPR-cas Systems kombiniert, um eine neue und zuverlässigere Technologie für das Editieren von Genomen zu etablieren. Diese Technologie ist nun weltweiter Standard und hat die alten Verfahren fast komplett ersetzt. Die Klassifizierung der Abwehrsysteme erleichtert die Suche nach neuen biotechnologisch einsetzbaren Systemen erheblich.


Originalveröffentlichung:
Kira S. Makarova, Yuri I. Wolf, Omer S. Alkhnbashi, Fabrizio Costa, Shiraz A. Shah, Sita J. Saunders, Rodolphe Barrangou, Stan J. J. Brouns, Emmanuelle Charpentier, Daniel H. Haft, Philippe Horvath, Sylvain Moineau, Francisco J. M. Mojica, Rebecca M. Terns, Michael P. Terns, Malcolm F. White, Alexander F. Yakunin, Roger A. Garrett, John van der Oost, Rolf Backofen, Eugene V. Koonin (2015): An updated evolutionary classification of CRISPR–Cas systems In: Nature Reviews Microbiology. doi:10.1038/nrmicro3569


Medizin am Abend Berlin Kontakt:

Prof. Dr. Rolf Backofen
Institut für Informatik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-7461
E-Mail: backofen@informatik.uni-freiburg.de
Rudolf-Werner Dreier Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau