Wie sich tierische Zellen vor gefährlichen Stoffen schützen

25. März 2017, 09:15
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Wissenschafter haben die molekularen Mechanismen hinter der zellulären Abfallbeseitigung entschlüsselt

Würzburg – Tierische Zellen entwickelten im Laufe der Evolution unterschiedliche Strategien, um unerwünschte Fremdkörper zu entfernen. Auf diese Weise werden sie nicht nur eindringende Krankheitserreger los, sondern entledigen sich auch abgestorbener Zellen und Zellfragmente. Ist die zelluläre Müllabfuhr gestört, kann das zu Überreaktionen des Immunsystems und zur Ausbildung von Autoimmunerkrankungen führen.

Forscher von der Universität Würzburg hat nun den Abbau ganz bestimmter Zellfragmente näher unter die Lupe genommen: die Überreste des Mittelkörpers. Der Mittelkörper ist eine Übergangsstruktur, die am Ende jeder Zellteilung entsteht und das letzte Verbindungsstück zwischen den Tochterzellen darstellt. Diese Struktur wurde erstmals 1891 von dem deutschen Anatom Walther Flemming beschrieben, weshalb sie auch unter dem Namen Flemming-Körper bekannt ist.

Nach der Zellteilung wird der Mittelkörper entweder an eine Tochterzellen vererbt oder an die Umgebung abgegeben. In jedem Fall muss er jedoch bald abgebaut werden, da der Mittelkörper sonst weitere Auswirkungen auf die Zellen haben kann. Wie Zellen normalerweise die Beseitigung oder den Abbau der Mittelkörpers kontrollieren, war bisher unklar. Frühere Studien gingen von zwei möglichen Szenarien aus: Entweder verbleibt der Mittelkörper in einer der Tochterzellen und wird durch Autophagie verdaut, oder er wird zunächst von beiden Tochterzellen an die Umgebung abgegeben und später von einer Zelle über Phagozytose (Aufnahme und Abbau von Fremdkörpern) aufgenommen und verarbeitet.

Zwei Szenarien im Einklang

Wie ein Team um Ahmad Fazeli nun in zwei Studien berichtet, konnten beide Szenarien in einem Modell in Einklang gebracht werden. Die Forscher untersuchten dafür die sich schnell teilenden Zellen von Embryonen des Fadenwurms Caenorhabditis elegans, dessen Proteine und Abläufe in den Zellen erstaunlich starke Ähnlichkeiten zum menschlichen System haben. Wie die Wissenschafter herausfanden, wird der Mittelkörper in embryonalem Gewebe des Fadenwurms von den Tochterzellen an die Umgebung abgegeben und von angrenzenden Zellen aufgenommen.

Autophagie-Proteine umschließen dort den aufgenommenen Mittelkörper und unterstützen seinen Abbau. Das bedeutet, dass Proteine, die normalerweise für die Entsorgung zelleigener Bestandteile verantwortlich sind, sich auch am Abbau von Fremdkörpern beteiligen. Mit den aktuellen Studien konnten die Wissenschafter zeigen, dass der Mittelkörper schließlich durch LC3-assoziierte Phagozytose (LAP) abgebaut wird. Bislang galt LAP als ein Prozess, der normalerweise für den Abbau eindringender Bakterien oder die Überreste abgestorbener Zellen zuständig ist, sozusagen eine zelluläre Müllabfuhr. Neu ist jedoch seine Beteiligung am Abbau des Mittelkörpers. (red, 25.3.2017)

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