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Wie der Tumornekrosefaktor vor Infektionen schützt

Makrophagen (blauer Zellkern), welche mit Leishmania major (violett) infiziert und mit dem Botenstoff Interleukin 4 stimuliert wurden, produzieren Arginase 1 (grün). (Bild: Katrin Paduch/Mikrobiologisches Institut der FAU)

Der Tumornekrosefaktor (TNF), ein Botenstoff des Immunsystems, spielt bei der Auslösung von chronisch-entzündlichen Krankheiten eine wichtige Rolle. Entsprechend gehört die Gabe von TNF-Blockern bei Patienten mit rheumatoider Arthritis oder bestimmten Darmentzündungen heute zum Therapiestandard. Gleichzeitig schützt der TNF aber auch vor Infektionen. Seine Unterdrückung kann daher gegebenenfalls zum Wiederausbruch einer schlummernden Infektion führen. Wie der TNF vor Infektionen schützt, ist seit Jahren Gegenstand intensiver Forschung. Die Arbeitsgruppe von PD Dr. Ulrike Schleicher und Prof. Dr. Christian Bogdan am Institut für Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene der FAU hat nun in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern innerhalb und außerhalb Erlangens einen neuen Mechanismus entdeckt, über den der TNF seine schützende Wirkung gegenüber intrazellulären Infektionserregern ausübt.

Makrophagen in Anwesenheit von TNF

In Anwesenheit von TNF ist die Expression der Arginase 1 deutlich reduziert. (Bild: Katrin Paduch/Mikrobiologisches Institut der FAU)

Für die Abwehr intrazellulärer Pathogene wie zum Beispiel den einzelligen Parasiten Leishmania major, der eine chronische Hautinfektion verursacht, ist die Produktion von Stickstoffmonoxid (NO) essenziell. Dieses wird in Makrophagen und anderen Fresszellen durch die Typ 2 NO Synthase (NOS2) gebildet. Die Funktion der NOS2 wird jedoch durch ein konkurrierendes Enzym, die Arginase 1, behindert. In Zellkulturexperimenten sowie in einem Infektionsmodell konnten die Forscher nun zeigen, dass der Tumornekrosefaktor die vom Botenstoff Interleukin 4 abhängige Synthese der Arginase 1 hemmt. Dadurch kommt es zu einer verstärkten Produktion von Stickstoffmonoxid und zu einer Eindämmung der Erreger.

„Diese Ergebnisse liefern, sofern sie sich in laufenden Untersuchungen mit menschlichen Zellen bestätigen, eine plausible Erklärung für die erhöhte Infektionsanfälligkeit bei Anti-TNF-Therapien“, erklärt Prof. Bogdan und fügt hinzu: „Durch eine gleichzeitige pharmakologische Hemmung der Arginase 1 im Gewebe lässt sich zukünftig eventuell das Infektionsrisiko nach der TNF-Blockade minimieren.“

Die Ergebnisse, welche unter anderem im Rahmen des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung sowie des DFG-Sonderforschungsbereich 1181 der FAU erzielt wurden, sind kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht worden.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Christian Bogdan
Tel.: 09131/85-22551
christian.bogdan@uk-erlangen.de

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