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Einzelmolekülmikroskop im Labor der Medizinischen Universität Wien © MedUni Wien
Einzelmolekülmikroskop im Labor der Medizinischen Universität Wien © MedUni Wien

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Forscher: Einzelner Wächter kann Immunsystem in Alarmzustand bringen

16.04.2018

Die Wächter des Immunsystems sind Einzelkämpfer, haben Wiener Forscher bei Mäusen herausgefunden. Die T-Zell-Rezeptoren warten an der Oberfläche der gleichnamigen Immunzellen darauf, Fremdstoffe oder Eindringlinge zu erwischen. Bisher glaubte man, dass sie paarweise oder in Gruppen agieren, doch einer alleine kann bereits effizient Alarm auslösen.

Ein Team um Mario Brameshuber vom Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität (TU) Wien und Johannes Huppa vom Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie der Medizinischen Universität Wien konnten mit einer neuen Kombination verschiedener Methoden erstmals die Aktionen der T-Zell-Rezeptoren an lebenden T-Zellen beobachten. "Einerseits wurden speziell markierte Moleküle verwendet, die als hochpräzise Sonden genau an den richtigen Ort gebracht werden, andererseits kamen neu entwickelte Mikroskopie-Techniken zum Einsatz", so Brameshuber in einer Aussendung. Bis jetzt brauchte man dazu ein Elektronenmikroskop, in dem man aber nur speziell präparierte tote Zellen betrachten kann, erklärten die Forscher.

Weil die T-Zellen extrem gut Fremdstoffe (Antigene) ausfindig machen können, glaubte man bisher, dass sich ihre Wächtermoleküle, also die T-Zell-Rezeptoren, zu zweit oder sogar in größeren Gruppen zusammenfinden, und im Kollektiv nach einem "Feindkontakt" Alarmsignale ins Innere der Zelle abfeuern. Dies sei aber "grundlegend falsch", hieß es von den Forschern, die ihre Erkenntnisse im Fachjournal "Nature Immunology" veröffentlicht haben.

"Fein abgestimmte molekulare Maschine"

Schon ein einzelnes Wächtermolekül kann Alarm auslösen, wenn er einen Fremdstoff zu fassen bekommt. "Offensichtlich handelt es sich beim T-Zell-Rezeptor um eine fein abgestimmte molekulare Maschine, die allein agiert und Bindungsereignisse auf der Zelloberfläche mit erstaunlicher Effizienz in Signalreaktionen übersetzt", so Huppa.

Die neuen Erkenntnisse seien nicht nur für die Grundlagenforschung sehr wichtig. Mit diesem Wissen könne man besser erforschen, was bei Krankheiten schief läuft, in denen das Immunsystem körpereigene Zellen angreift, sowie transplantierte Organe vor ihm schützen.

Service: Online-Artikel: http://dx.doi.org/10.1038/s41590-018-0092-4

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