Rauchen beeinträchtigt zellulären Protein-Schredder
Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben in einem internationalen Team in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Klinikum der Universität München und dem Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL) im ‚American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine‘ erstmals gezeigt, dass Zigarettenrauch die Aktivität des Immunoproteasoms vermindert. Zudem weisen Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) verringerte Immunoproteasom-Level auf. Dies könnte dazu beitragen, dass COPD Patienten anfälliger gegenüber Atemwegs-Infekten sind.
Das Immunoproteasom ist eine Struktur in Säugetierzellen und dient dem Abbau von zellfremden Eiweißmolekülen, wie sie etwa bei einer Virusinfektion vorliegen. Seine Funktion ist mit einem zellulären Schredder vergleichbar. Die dabei entstehenden Proteinstücke werden gezielt dem Immunsystem präsentiert, welches spezifische Abwehrmaßnahmen vorbereitet. Das Forscherteam um PD Dr. Silke Meiners vom Institut für Lungenbiologie (iLBD) / Comprehensive Pneumology Center (CPC) am Helmholtz Zentrum München fand nun heraus, dass Rauchen diesen Schutzmechanismus des Immunsystems entscheidend behindert.
„Bei Experimenten mit Immunzellen konnten wir beobachten, dass Zigarettenrauch die Aktivität des Immunoproteasoms vermindert“, so Erstautorin Ilona Kammerl. „Dadurch funktioniert das Präsentieren der zerkleinerten Proteinschnipsel gegenüber dem Immunsystem schlechter und die spezifische Immunantwort wird abgeschwächt.“ Zudem wiesen Lungen von COPD Patienten geringere Mengen an Immunoproteasomen auf.
„COPD-Patienten erleben bei einer viralen Infektion häufig eine akute Verschlechterung der Lungenfunktion, von der sie sich oft nicht vollständig erholen. Dies deutet darauf hin, dass die spezifische Immunantwort gegenüber viralen Erregern in diesen Patienten vermindert ist. Unsere Daten weisen erstmals darauf hin, dass dies mit einer durch Zigarettenrauch verminderten Immunoproteasom-Aktivität zusammenhängt“, unterstreicht Studienleiterin Meiners. Zigarettenrauch ist als einer der Hauptrisikofaktoren für die Entstehung einer COPD bekannt.
Verwendung als Biomarker denkbar
Die Wissenschaftler wollen nun prüfen, ob eine geringere Aktivität des Immunoproteasoms als Biomarker für die erhöhte Anfälligkeit gegenüber viralen Infektionen bei COPD dienen könnte. Weitere Studien sollen klären, ob die Veränderungen im Immunoproteasom auch in Blutzellen nachweisbar sind und dies mit einer erhöhten Infektanfälligkeit zusammenhängt.
Auch als therapeutische Zielstruktur könnte sich das Immunoproteasom eignen. „Eine gezielte Steigerung der Aktivität des Immunoproteasoms könnte vorteilhaft sein, um eine effizientere Immunantwort bei Virusinfekten hervorzurufen und damit einer Verschlechterung der Lungenfunktion bei COPD Patienten entgegenzuwirken“, erklärt Prof. Dr. Oliver Eickelberg, Vize-Direktor im DZL, Chairman des CPC und Direktor des iLBD.
Originalveröffentlichung
Kammerl, I.E. et al.; "Impairment of immunoproteasome function by cigarette smoke and in COPD"; American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2016
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