Meilenstein in der Erforschung des Immunsystems: Architektur von Zytokinrezeptorkomplexen analysiert

Kieler Wissenschaftler sind auf dem Weg zur Erkundung der Vorgänge, die das menschliche Immunsystem steuern, einen großen Schritt voran gekommen. Wie die Wissenschaftszeitschrift Science in ihrer Ausgabe vom 16. März berichtet, ist es Prof. Dr. Stefan Rose-John vom Biochemischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel zusammen mit Wissenschaftlern der renomierten Stanford Universität in Kalifornien gelungen, die Architektur des Proteinkomplexes zu analysieren, der in Verbindung mit dem Zytokinrezeptor gp 130 und dem Zytokin Interleukin 6 (IL-6) nebst zugehörigem Rezeptor eine Immun-Abwehrreaktionen der Zellen in Gang setzt. Zytokine sind hormonartige Proteine, die die Aktivität des Immunsystems koordinieren. Da eine ganze Reihe von Krankheiten, die gegenwärtig noch unheilbar scheinen, wie beispielsweise Autoimmunerkrankungen, die Immunschwäche AIDS oder auch Krebs, auf eine Störung des Immunsystems zurückgeführt werden, ebnen die Kieler Erkenntnisse in bezug auf die entsprechenden Krankheiten einer neuen Etappe in der eher anwendungsbezogenen Pharmaforschung den Weg.

Sind die Transmembranproteine, die den Signaltransport über die Zellmembran hinweg in das Innere der Zelle organisieren, auch experimentell besonders schwer zu untersuchen, ist es den Biochemikern der Kieler Christian-Albrechts-Universität durch einen Trick doch gelungen, die komplexe Proteinstruktur aufzubrechen und so Näheres über ihre Zusammensetzung zu erfahren: Ausgangspunkt war der Bericht der Fleckenstein-Gruppe von der Universität Erlangen-Nürnberg, die eine frappierende Ähnlichkeit zwischen einem Protein des humanen Herpesvirus 8 mit dem menschlichen Zytokin IL-6 bewiesen hatte.

Das virale IL-6 des Herpesvirus ließ sich nun durch Rose-John und seine Interleukin-Forschergruppe im Experiment außerhalb des Zellzusammenhangs gegen das humane Zytokin austauschen. Die erfolgreiche Kristallisation und Röntgenbeugungsanalyse dieses nur scheinbar vereinfachten Proteinkomplexes durch Prof. Dr. Christopher Garcia und seine Mitarbeiter an der Stanford University erlaubte die erste dreidimensionale Strukturauflösung eines gp130 enthaltenden Zytokin/Zytokinrezeptorkomplexes überhaupt. Die aus dieser Struktur abgeleitete Architektur eines Zytokin/Zytokinrezeptorkomplexes wird richtungsweisend für die Analyse vieler weiterer immunmodulatorischer Rezeptorkomplexe sein. .

Rose-John, bis 2000 an den Universitäten in Aachen und Mainz tätig, zu seiner wegweisenden Entdeckung: „Unsere neuen Erkenntnisse über die Zytokinstrukturen gelten als Eintrittskarten in eine zukünftige Epoche, in der wir auf Entgleisungen des Immunsystems medizinisch angemessen reagieren können.“ In einem nächsten Schritt seien die Ergebnisse der Grundlagenforschung anwendungsbezogen weiter zu verfolgen, um „hochspezifische Agonisten und Antagonisten“ zu entwickeln, die das Immunsystem in verschiedene Richtungen zu beeinflussen vermögen.

Das Rektorat der Christian-Albrechts-Universität begrüßt die weitere Profilierung, die die Kieler medizinische Fakultät durch diese Ergebnisse erfährt. Rektor Prof. Reinhard Demuth: „Bereits jetzt, bevor
das neue Zentrum für Biochemie und Molekularbiologie in vollem Umfang läuft, zeigt sich, dass die Entscheidung für einen Ausbau der Lebenswissenschaften in Kiel richtig ist. Die Bündelung der ausgesprochen guten Substanz quer durch die unterschiedlichen Fachgebiete wird unsere Kraft in diesem Bereich potenzieren. Eine vielfältige medizinische Forschungslandschaft gehört unbedingt in diesen Zusammenhang.“

Die Arbeit am Zytokinkomplex wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt und gehört in den Zusammenhang des Sonderforschungsbereiches 415 zur „Spezifität und Pathophysiologie von Signaltransduktionswegen“.

Kontakt: Prof. Dr. Stefan Rose-John, Biochemisches Institut der Medizinischen Fakultät, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tel. 0431/880-33 36, -2018, rosejohn@biochem.uni-kiel.de