Sauerstoffradikale im Immunsystem

09.04.2010 - Deutschland

Sauerstoffradikale (Oxidative Substanzen) werden allgemein mit zerstörerischen Funktionen im menschlichen Körper in Verbindung gebracht. Dass sie aber auch überaus nützlich sein können, hat jetzt eine Arbeitsgruppe um Dr. Ivan Bogeski, Dr. Barbara Niemeyer und Professor Markus Hoth an der Medizinischen Fakultät der Saar-Universität gezeigt. Die Wissenschaftler am Institut für Biophysik haben eine völlig neue Funktion von Sauerstoffradikalen im Immunsystem aufgeklärt.

Zu den zerstörerischen Funktionen von Sauerstoffradikalen zählen beispielsweise mögliche Schädigungen des Erbmaterials nach einer Strahlentherapie, und auch bei der Alterung des menschlichen Körpers spielen diese Substanzen wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Allerdings haben Sauerstoffradikale im Immunsystem durchaus auch positive Funktionen: In entzündetem Gewebe werden sie unter anderem von Fresszellen (Makrophagen) des Immunsystems verstärkt freigesetzt, um eingedrungene Bakterien zu abzutöten.

Damit Entzündungen effektiv bekämpft werden, müssen aber noch weitere Immunzellen zum Ort des Geschehens wandern. Hierzu gehören unter anderem die T-Zellen, die eine zentrale Rolle bei der Regulation des Immunsystems und der Abtötung "kranker" Zellen spielen. Ihre Aktivität wird durch Calcium-Ionen gesteuert, die durch Calciumkanäle in die Zelle einströmen. Das Team um Dr. Ivan Bogeski und Dr. Barbara Niemeyer konnte zeigen, dass der Haupt-Calciumkanal (ORAI1) der T-Zellen durch Sauerstoffradikale blockiert wird. Damit wären diese wichtigen Immunzellen nicht mehr funktionsfähig. Den Homburger Forschern gelang aber der Nachweis, dass T-Zellen unter diesen Bedingungen nah verwandte Calciumkanäle (ORAI3) bilden, durch die weiter Calcium ins Innere der T-Zellen einströmen kann, wodurch diese ihre Funktion weiter ausüben können. Somit ist zum ersten Mal gezeigt worden, dass ORAI1 und ORAI3 unterschiedliche Funktionen im Immunsystem haben. Die Biophysiker folgern daraus, dass dieser Mechanismus eine wichtige Rolle bei der Regulation der Immunantwort spielt.

Als nächstes soll die Regulation der Immunzellen durch Sauerstoffradikale von gesunden Probanden und von Patienten mit Autoimmunerkrankungen näher untersucht werden. Hauptaugenmerk wird auch dabei auf der unterschiedlichen Funktion von ORAI1 und ORAI3 und ihrer Regulation durch Sauerstoffradikale liegen. Obwohl bislang noch keine selektiven Pharmaka für ORAI1 und ORAI3 existieren, bieten die unterschiedlichen Funktionen der beiden Kanäle sehr gute Angriffspunkte, um gezielt bestimmte Immunzellreaktionen bei Autoimmunerkrankungen zu unterbinden.

Originalveröffentlichung: Ivan Bogeski et al.; "Differential Redox Regulation of ORAI Ion Channels: A Mechanism to Tune Cellular Calcium Signaling"; Sci. Signal., 30 March 2010, Vol. 3, Issue 115, p. ra24

https://www.bionity.com/de/news/115949/sauerstoffradikale-im-immunsystem.html