Wichtige Botenstoffe für das Immunsystem

Forschungsverbund unter FAU-Koordination untersucht epigenetische Regulation des Immunsystems

Um Freund von Feind zu unterscheiden und eindringende Krankheitserreger zu bekämpfen, braucht das Immunsystem eine Vielzahl an Botenstoffen. Diese geben die Informationen weiter und steuern so die Infektionsabwehr. Ein internationaler Forschungsverbund untersucht nun auf molekularer Ebene solche Botenstoffe und wie sie sich in ihrer Funktion gegenseitig beeinflussen. Als eines von neun ausgewählten Forschungsprojekten, wird der Verbund über die kommenden drei Jahre mit 770.000 Euro im Rahmen des Infect-ERA-Programms der Europäischen Kommission gefördert. Koordiniert wird das Projekt von Prof. Dr. Christian Bogdan vom Institut für Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene der FAU.

Gegenseitige Beeinflussung

Die Wissenschaftler des Verbundes untersuchen einen erst seit kurzem bekannten Regulationsmechanismus des Immunsystems, den sie bei gemeinsamen Vorarbeiten beobachtet hatten. Im Zentrum ihrer Arbeiten stehen drei Botenstoffe: Interleukin-4 (IL-4), Interferon-γ (IFN-γ) und der Tumornekrosefaktor (TNF). Alle drei Botenstoffe sind für die Infektionsabwehr von großer Bedeutung, steuern diese aber in unterschiedlicher Weise. TNF und IFN-γ stimulieren die Fresszellen (Makrophagen), die für die Bekämpfung sogenannter intrazellulärer Krankheitserreger essentiell sind.   Solche Krankheitserreger sind Bakterien oder Einzeller wie zum Beispiel Salmonellen und Leishmanien, die Körperzellen befallen. IL-4 hingegen stimuliert die Gewebereparatur und wird für die Kontrolle von Wurminfektionen benötigt. Üblicherweise hemmt es die Abwehr von Erregern, die in Zellen eindringen. „Wir haben beobachtet, dass TNF und IFN-γ ihrerseits die Wirkung von IL-4 blockieren“, erklärt Prof. Dr. Christian Bogdan. „Das ist eine wichtige Komponente ihrer schutzvermittelnden Wirkung zum Beispiel bei der Abtötung von Leishmanien“, sagt der FAU-Forscher und Koordinator des Konsortiums.

Ziel des Projektes ist es nun, den bislang nur im Ansatz verstandenen Mechanismus dieser neu entdeckten Wirkung von TNF und IFN-γ zu entschlüsseln. Ursprünglich nahm die Forschung an, dass die beiden Botenstoffe die Effekte von IL-4 auf der Ebene der signalvermittelnden Transkriptionsfaktoren blockieren. Die Vorarbeiten ergaben nun, dass der zentrale Angriffsort eine Regulationsebene tiefer, nämlich bei der Zugänglichkeit der jeweiligen Genregionen für die Transkriptionsfaktoren liegt. Um Gene abzulesen, müssen die Proteine, die die DNS verpacken und als Histone bezeichnet werden, chemisch so verändert werden, dass sich das Chromatin öffnet und dadurch die Bindungsstellen für die Transkriptionsfaktoren frei werden. TNF oder IFN-γ können genau diese epigenetischen Prozesse für bestimmte, durch IL-4 angeschaltete Gene in Makrophagen hemmen.

Weitgefasste Ziele

Die Forscher des Verbundes möchten die Regulatoren, Signale und Stoffwechselprozesse definieren, die zu dieser chemischen Modifikation von Histonen führen. Diese wichtigen Proteine bilden zusammen mit der DNA das Chromatin, das Material, aus dem die Chromosomen mit ihren Erbinformationen bestehen. Des Weiteren möchten die Forscher untersuchen, wie sich diese Vorgänge auf Infektionen mit Salmonellen oder Leishmanien auswirken und ob die Infektionserreger ihrerseits die epigenetische Regulation der Genexpression in Makrophagen beeinflussen, um sich so eventuell der Abtötung durch die Fresszellen zu entziehen. Zudem möchten sie klären, ob sich die Infektionskontrolle durch gezieltes Ausschalten bestimmter Chromatinregulatoren verbessern lässt.

Förderung in Europa

Das deutsch-österreichisch-italienische Forschungsverbundprojekt gehört zu neun von 124 Projektvorschlägen, die sich in einem zweistufigen Antragsverfahren in der vierten Runde der Infect-ERA-Ausschreibung durchsetzten. Infect-ERA ist ein Programm zur Förderung der Forschung an Infektionskrankheiten im Europäischen Forschungsraum (European Research Area, ERA). Es wird von der Europäischen Kommission und von nationalen Partnerorganisationen in den Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Israel, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien und Ungarn getragen.

Weitere Informationen:

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