Entzündungsprozesse spielen bei der Entstehung menschlicher Erkrankungen eine Schlüsselrolle: Nicht nur an Autoimmunerkrankungen oder Infektionen sind sie beteiligt, sondern auch an Herz- oder Krebserkrankungen. Sie im Körper zu lokalisieren und maßgeschneidert zu behandeln, ist eine der größten Herausforderungen der modernen Medizin. Forscher der Universität Münster, einige von ihnen im Exzellenzcluster „Cells in Motion“ aktiv, haben ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe Mediziner entzündliche Prozesse bei verschiedenen Krankheiten früh und genau lokalisieren können. Beteiligt waren die Immunologen Dr. Thomas Vogl (Privatdozent) und Prof. Johannes Roth sowie die Radiologen Dr. Michel Eisenblätter und Prof. Christoph Bremer.

Bislang war diese Lokalisation nur eingeschränkt möglich: Zwar lassen sich an der Immunabwehr beteiligte Zellen, sogenannte Phagozyten, schon länger mithilfe bildgebender Verfahren darstellen. Unklar war jedoch, wie weit fortgeschritten eine Erkrankung ist und ob die dargestellten Zellen an der Bekämpfung der Entzündung beteiligt sind oder nicht. Mit einem neuen Kontrastmittel aus Antikörpern, das entzündete Areale leuchten (fluoreszieren) lässt, haben die Wissenschaftler nun buchstäblich Licht ins Dunkel gebracht. „Wir können mithilfe dieses Verfahrens nicht nur zeigen, wo sich Phagozyten finden, sondern auch, wie aktiv sie sind“, erklärt Thomas Vogl. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Das Verfahren nutzt die Tatsache, dass aktive Phagozyten am Entzündungsort zwei bestimmte Proteine freisetzen: S100A8 und S100A9. Je mehr sich davon an bestimmten Stellen im Körper finden, desto eher deutet dies auf einen akuten Entzündungsprozess hin. Die Hoffnung der Forscher ist, dass das von ihnen entwickelte Fluoreszenz-Bildgebungsverfahren künftig auf mehreren Ebenen zur Heilung beiträgt. Beispielsweise lassen sich mit ihm schon Entzündungen im Körper nachweisen, bevor sie sich durch Symptome wie Rötung oder Schwellung äußern – Therapien könnten viel früher zur Anwendung kommen. „Wenn man genau weiß, wo sich eine Entzündung befindet und wie aktiv sie ist, lassen sich Medikamente gezielter einsetzen“, nennt Thomas Vogl einen weiteren Vorteil.

Das Besondere an dem Verfahren: Es lässt sich bei besonders vielen Krankheiten einsetzen. „Der grundlegende Mechanismus ist bei den meisten Entzündungen gleich: Aktive Phagozyten setzen am Entzündungsort die Proteine S100A8 und S100A9 frei“, erläutert Michel Eisenblätter. Mit einem Marker, der diese Botenstoffe sichtbar mache, ließen sich deshalb viele Erkrankungen im Körper darstellen und messen.

Institut für Immunologie der WWU Münster
Exzellenzcluster „Cells in Motion“

Quelle/Text/Redaktion: www.uni-muenster.de

Ein Defekt im so genannten Kit-Rezeptor führt normalerweise dazu, dass sich die betroffenen Zellen ungebremst teilen. Bei der Blutzell-Reifung hat er dagegen scheinbar den gegenteiligen Effekt: Es entstehen weniger reife rote Blutkörperchen. Forscher des Universitätsklinikums Bonn haben diesen Widerspruch nun aufklären können. Demnach führt der Kit-Defekt zwar dazu, dass sich die Blutzell-Vorläufer stark vermehren; diese Vorläuferzellen reifen aber nicht zu funktionsfähigen roten Blutkörperchen heran, sondern sterben vorher ab. Die Arbeit erscheint in Kürze in der Zeitschrift „Cell Death and Differentiation“.

Der Kit-Rezeptor ist ein wichtiger Regulator der Zellteilung. Führt ein Defekt zu seiner unkontrollierten Aktivität, vermehrt sich die betroffene Zelle unter Umständen ungebremst. Mögliche Folge: Krebs. Viele Hoden- und Magentumore haben ihre Ursache in einer Kit-Mutation. Kit reguliert auch die Vermehrung der Blut-Vorläuferzellen. Allerdings hat ein Kit-Defekt dort die Wirkung, dass kaum noch funktionsfähige rote Blutkörperchen entstehen. Woran liegt das?

Forscher des Universitätsklinikums Bonn sind dieser Frage nachgegangen. Dazu haben sie die Auswirkung der Kit-Mutation auf das blutbildende System von Mäuse-Föten untersucht. Wird Kit stimuliert, führt das normalerweise zu einer Vermehrung der Blut-Stammzellen. Diese reifen dann in einem komplexen Prozess zu roten Blutkörperchen heran. Dieser Reifungsprozess wird durch den Botenstoff Erythropoetin angeregt. Dieses Hormon ist auch vielen Laien geläufig, allerdings eher unter seiner Abkürzung Epo: Epo ist ein beliebtes Dopingmittel, da es die Sauerstoff-Versorgung der Muskeln verbessert und so leistungsfördernd wirkt.

Der Kit-Rezeptor scheint nun in einen Signalweg einzugreifen, über den auch die Epo-Signale laufen. „Normalerweise ist das nicht schlimm, da nach der Vermehrung der Blut-Vorläuferzellen die Kit-Aktivität gedrosselt wird“, erklärt Prof. Dr. Hubert Schorle vom Institut für Pathologie des Universitätsklinikums Bonn. Der defekte Kit-Rezeptor lässt sich aber nicht ausbremsen. Er sendet daher permanent und unterdrückt so die Reaktion der Zellen auf Epo. Folge: Die Vorläuferzellen reifen nicht aus.

Krebsmedikament kurbelt Reifung roter Blutkörperchen an

Seit einigen Jahren ist ein Wirkstoff gegen Krebserkrankungen verfügbar, die durch einen Kit-Defekt ausgelöst werden. Die Substanz namens Dasatinib kann zwar nicht die Dauererregung des Kit-Rezeptors verhindern. Sie bremst aber die Signalwege, die durch den Rezeptor angeregt werden. Dadurch verhindert Dasatinib eine unkontrollierte Zellvermehrung.

Das Krebsmedikament könnte sich auch zum Einsatz bei Blutreifungsstörungen eignen, deren Ursache ein Kit-Defekt ist. „Wenn wir Dasatinib zu den kranken Blut-Vorläuferzellen gaben, vermehrten diese sich einerseits nicht mehr so rasch“, sagt Prof. Schorle. „Zugleich wurde die Blockade ihres Reifeprozesses aufgehoben, so dass wieder mehr rote Blutkörperchen entstanden.“ Ob sich Dasatinib wirklich für den klinischen Einsatz eigne, bleibe allerdings noch abzuwarten.

Die Arbeit wurde durch die Dr. Mildred Scheel Stiftung für Krebsforschung und die Deutsche José Carreras Leukämie-Stiftung finanziell unterstützt.

Publikation: N. Haas, T. Riedt, Z. Labbaf, K. Baßler, D. Gergis, H. Fröhlich, I. Gütgemann, V. Janzen and H. Schorle: Kit transduced signals counteract erythroid maturation by MAPK-dependent modulation of erythropoietin signaling and apoptosis induction in mouse fetal liver; Cell Death and Differentiation (2014); doi: 10.1038/cdd.2014.172

Quelle/Text/Redaktion: uni-bonn.de