Wissenschaftler kartieren Oberfläche von Immunzellen

Forscher am Helmholtz Zentrum München und der Technischen Universität München (TUM) haben kürzlich die Oberfläche von Vorläufern dieser T-Zellen untersucht und dort bisher unbekannte Proteine identifiziert.

Die im Journal Molecular & Cellular Proteomics veröffentlichten Ergebnisse könnten laut den Wissenschaftlern Ansätze für neue Therapien im Bereich Asthma und Allergie liefern.

Das Team um Dr. Kathrin Suttner, die gemeinsam mit Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber die Arbeitsgruppe Atemwegsimmunologie am Helmholtz Zentrum München und an der Technischen Universität München leitet, konzentrierte sich dabei auf die sogenannten naiven CD4+ T-Zellen.

Sie sind eine Vorläuferform der T-Zellen und bilden die Basis des immunologischen Gedächtnisses*. Ist ihre Entwicklung gestört, kann das das gesamte Immunsystem beeinflussen und zu Krankheiten wie Allergien und Asthma führen.

Protein-Atlas auf Vorläufern von T-Zellen

Die Wissenschaftler untersuchten gezielt Proteine auf der Oberfläche von naiven CD4+ T-Zellen, da diese Proteine eine wichtige Rolle bei deren Entwicklung spielen und die entsprechenden Antworten auf Reize aus der Umwelt vermitteln. Mittels Massenspektrometrie und bioinformatischen Analysen gelang es den Forschern in enger Zusammenarbeit mit der Core Facility Proteomics des Helmholtz Zentrum München und des Bioinformatics and Computational Biology Departments der Technischen Universität München, eine Vielzahl der Oberflächenproteine genau zu bestimmen.

Zudem verglichen sie die Zusammensetzungen zwischen frühen und späten Aktivierungsformen der Zellen. „Die Ergebnisse können wie ein Atlas für Oberflächenproteine verstanden werden und präsentieren erstmals auch Proteine, die bisher noch nicht im Zusammenhang mit T-Zellen oder deren Reifungsprozesses bekannt waren“, erklärt Anke Grässel, Erstautorin der Studie.

In Zukunft planen die Forscher weitere Untersuchungen, um die genaue Rolle dieser Proteine aufzuklären: „Wir wollen dazu beitragen, neue Angriffspunkte zu identifizieren, die als Grundlage für die Entwicklung therapeutischer oder diagnostischer Ansätze dienen könnten“ erklärt Leiterin Suttner. Besonders attraktiv erscheinen den Forschern die Oberflächenproteine der naiven CD4+ T-Zellen vor allem deshalb, weil sie relativ einfach zugänglich sind. „So könnten wir die Zelle direkt beeinflussen, ohne den Wirkstoff mit aufwendigen Verfahren in die Zelle hineinzubringen“, hofft Suttner.

 
Weitere Informationen:

Hintergrund:
* Das immunologische Gedächtnis gewährleistet, dass das Immunsystem bei wiederholtem Kontakt mit einem Erreger stärker und schneller reagiert als beim Erstkontakt. Ursache sind hierfür sogenannte Gedächtniszellen, die bei der ersten Infektion gebildet werden und bei erneutem Kontakt innerhalb kurzer Zeit aktiviert werden und so die Ausbreitung einer erneuten Infektion verhindern. Als Beispiel sei hierfür die Impfung genannt. Hierbei sorgt das immunologische Gedächtnis dafür, dass der Schutz vor dem Erreger lebenslang aufrechterhalten werden kann.

Original-Publikation:
Graessel, A. et al. (2015). A combined omics approach to generate the surface atlas of human naive CD4+ T cells during early TCR activation, Molecular & Cellular Proteomics, DOI: 10.1074/mcp.M114.045690

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Das Helmholtz Zentrum München ist am Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL) beteiligt. Das DZL ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und Therapie zu leisten.

Das Institut für Allergieforschung (IAF) erforscht molekulare Entstehungsmechanismen von Allergien, weltweit zunehmenden Erkrankungen. Das IAF will die epidemiologische Ausbreitung aufhalten, indem Wissenschaftler und Kliniker zusammen intensiv an individuellen Präventionsansätzen forschen. Im therapeutischen Bereich wollen Wissenschaftler des Instituts neue auf den Patienten abgestimmte Ansätze entwickeln. Das IAF kooperiert dabei mit der Technischen Universität München in der gemeinsamen Einrichtung Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM). Außerdem ist das IAF Mitglied des Munich Allergy Research Center (MARC) und des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).

Das Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM, Leitung: Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber) in München ist eine gemeinsame Einrichtung von Helmholtz Zentrum München und Technischer Universität München. Die in der deutschen Forschungslandschaft einzigartige Kooperation dient der fachübergreifenden Grundlagenforschung und Verknüpfung mit Klinik und klinischen Studien. Durch diesen translationalen Ansatz lassen sich Erkenntnisse über molekulare Entstehungsmechanismen von Allergien in Maßnahmen zu ihrer Vorbeugung und Therapie umsetzen. Die Entwicklung wirksamer, individuell zugeschnittener Therapien ermöglicht betroffenen Patienten eine bessere Versorgung.

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