Spuren des Immunsystems in einfachen Meerestieren

Kieler Molekularbiologen finden Abwehrmolekül im Blut von Manteltieren

Ein internationales Forschungsteam um Professor Thomas Bosch vom Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel entdeckte, dass wichtige Bausteine des menschlichen Immunsystems viel älter sind als bisher angenommen. Das berichten sie in der aktuellen online-Ausgabe der „Proceedings“ der amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften. Die Wissenschaftler konnten ein auf der Oberfläche von menschlichen „Killerzellen“ vorhandenes Molekül nun auch in Blutzellen von Manteltieren nachweisen. Dieses Molekül sorgt beim Menschen als Rezeptor für die Erkennung und Abwehr fremder oder entarteter Zellen.

Die Entdeckung zeigt, wie wichtig vergleichende Untersuchungen auch an ungewöhnlichen Objekten sind. Bislang ging man davon aus, dass nur Wirbeltiere ein komplexes erworbenes Immunsystem haben. Nach bisheriger Auffassung greifen einfache Tiere wie die kieferlosen Fische oder alle Wirbellosen bei Immunreaktionen ausschließlich auf Moleküle des sogenannten angeborenen Immunsystems zurück. „Eines der größten biologischen Rätsel aller Zeiten ist die Evolution der erworbenen Immunantwort“, schreibt Charles Janeway in seinem gerade erschienenen Lehrbuch zur Immunologie. Er geht von einem immunologischen „Urknall“ aus, der bei den Wirbeltieren plötzlich die komplexen Moleküle des erworbenen Immunsystems hat entstehen lassen.

Manteltiere sind evolutionsgeschichtlich sehr alt und stehen stammesgeschichtlich an der Wurzel der Wirbeltiere und damit auch des Menschen. Es handelt sich dabei um einfache, festsitzende Meerestiere. Ihr Name rührt von der celluloseähnlichen Epidermis her, die die Tiere wie ein Mantel umgibt. Einzeltiere können sich zu Kolonien zusammenschließen. Beim Aufeinandertreffen von zwei Kolonien kann es zur Verschmelzung oder zu Abstoßungsreaktionen kommen. Die Verschmelzung erfolgt nur, wenn die Tiere identische Gene besitzen. Doch wie erkennen die Zellen auf der Oberfläche der Manteltiere, ob sie identisch sind oder nicht?

Bosch und sein Team, allen voran der junge, russische Doktorand Konstantin Khalturin, fanden heraus, dass Manteltiere auf der Oberfläche ihrer Blutzellen ein Molekül besitzen, das als Rezeptor bei der Erkennung fremder Zellen eingesetzt werden kann. Das Molekül zeigt eine große Ähnlichkeit zu den CD94 Rezeptoren, die sich auf der Zelloberfläche der sogenannten menschlichen „Killerzellen“ befinden.

Die Blutzellen der Manteltiere, die dieses BsCD94-1 Molekül tragen, scheinen damit die stammesgeschichtlichen Vorläufer der Killerzellen des Menschen zu sein. Damit sind zumindest einige Komponenten des ausgefeilten Immunsystems der Wirbeltieren weitaus älter als bislang angenommen. Statt eines rätselhaften immunologischen Urknalles scheint eher eine schrittweise Entwicklung stattgefunden zu haben.

Kontakt:
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Zoologisches Institut
Prof. Dr. Thomas C. G. Bosch
Tel +49-431-880-4169
Fax +49-431-880-4747
E-mail: tbosch@zoologie.uni-kiel.de