Wiener Forscher klären Funktionsweise einer zellulären Abwehrstrategie
Wien - Werden Zellen von
Bakterien angegriffen, stehen ihnen eine Reihe molekularer "Waffen" zur
Verfügung. Weil diese häufig schädliche Nebenwirkungen haben können, wird ihr
Einsatz über ausgefeilte Mechanismen kontrolliert. Im Fall des zellulären
"Giftgasangriffs" gegen Erreger mittels Stickstoffmonoxid haben die Wiener
Forscher nun die Funktionsweise der zellulären Abwehrstrategie enthüllt. Die Arbeit
wurde in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Immunity" veröffentlicht.
Hintergrund
Zellen verteidigen sich gegen Erreger oft mit Stickstoffmonoxid (NO), das
eine starke antibakterielle Wirkung hat. Diese "Waffe" ist aber nicht
ungefährlich: NO ist ein aggressives freies Radikal, das mit der Entstehung von
Krebs und entzündlichen Prozessen im Körper in Zusammenhang steht. Um
Kollateralschäden zu vermeiden, "informiert" sich die Zelle umfassend, bevor sie
ihre NO-Produktion hochfährt und eine Breitseite gegen den Eindringling
abfeuert.
Matthias Farlik und Thomas Decker vom Zentrum für Molekulare Biologie der
Universität Wien an den Max F. Perutz Laboratories haben diese Prozesse gemeinsam mit Mathias
Müller von der Veterinärmedizinischen Universität Wien am
Bakterium "Listeria monocytogenes", einem der häufigsten und gefährlichsten
Erreger von Lebensmittelinfektionen, untersucht. Bei einer Infektion mit
Listerien produzieren Zellen das Enzym iNOS (induzierbare NO-Synthase), das
wiederum Stickstoffmonoxid herstellt. Bevor das Enzym produziert wird, überprüft
die Zelle den Status zweier unterschiedlicher Signalwege und kombiniert die so gewonnen
Informationen.
"Zweistufiger Alarmplan"
Die Forscher konnten zeigen, dass jedes der beiden Signale nur einen Teil des
Prozesses steuert. Erst wenn beide Signalwege aktiv sind, wird ein
Proteinkomplex hergestellt, der das für die iNOS-Produktion verantwortliche Gen
einschaltet. "Die Zelle hat sozusagen einen zweistufigen Alarmplan", erklärte
Decker, "es müssen beide Signale vorhanden sein, damit die iNOS in Stellung
gebracht werden und die NO-Produktion startet."
Allerdings treffen die beiden Signale nicht immer zeitgleich ein. Die Zellen
lösen dieses Problem folgendermaßen: Jeder der Signalwege führt unabhängig
voneinander zur Produktion nur eines Bestandteiles des Proteinkomplexes. Dieser
Teil bleibt eine Weile bestehen und bildet somit eine Art molekulares
Gedächtnis. Wird auch der zweite Signalweg rechtzeitig aktiviert,
vervollständigt sich der Proteinkomplex und kann das Gen für die iNOS-Produktion
einschalten. Kommt das zweite Signal nicht, wird der Teilkomplex wieder abgebaut
- es erfolgt keine Abwehrreaktion.
Die Erkenntnisse der Wissenschafter könnten neue Strategien bei der
Bekämpfung von Infektionskrankheiten eröffnen. (APA/red)
