2013 - Knochen- und Immunzellen scheinen zu

Nr. 33/2013 | 21. Mai 2013 | www.presse.uni-erlangen.de
uni mediendienst forschung
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Knochen- und Immunzellen scheinen
zu „twittern“
Schwerpunktprogramm der FAU erhält 6,8 Mio. Euro für weitere drei Jahre
Die körpereigene Abwehr und das Knochensystem stehen in ständigem Kontakt und kommunizieren über ein komplexes Netz von molekularen Verbindungswegen. In den Wechselwirkungen der beiden Systeme könnte der Schlüssel zur Linderung oder sogar Heilung
rheumatisch-entzündlicher Erkrankungen wie zum Beispiel rheumatoider Arthritis, Morbus
Bechterew oder Arthrose sein. Das Forscherkonsortium „IMMUNOBONE“ unter Leitung der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) (Sprecher: Prof. Dr. Georg Schett)
entschlüsselte in den vergangenen drei Jahren bereits einige der Mechanismen, die wesentlich für das Wechselspiel zwischen den beiden Systemen sind. Jetzt startet das „Schwerpunktprogramm 1468“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) „Osteoimmunology –
IMMUNOBONE – A Program to Unravel the Mutual Interactions between the Immune System
and Bone“ mit 21 Projektgruppen und einer Gesamtförderung von 6,8 Millionen Euro in seine
zweite Förderperiode.
Zentraler Dreh- und Angelpunkt des Verbundprojekts IMMUNOBONE sind die Verbindungen
zwischen knochenfressenden und knochenbildenden Zellen, den so genannten Osteoklasten
und Osteoblasten, sowie den Zellen und Botenstoffen des Immunsystems. „Ausgehend davon,
dass das Knochenmark die Brutstätte jener Stammzellen ist, aus der alle Immunzellen hervorgehen, müssen das Knochen- und Immunsystem über ein Vielfalt an Kommunikationskanälen miteinander sprechen“, erklärt Prof. Dr. Georg Schett. „Der Knochen stellt dem Immunsystem einen
Kommunikationskanal zur Verfügung, welcher die Entwicklung und Funktion des Immunsystems erst ermöglicht. Umgekehrt modellieren Prozesse des Immunsystems, wie Entzündung,
den Knochen“, sagt Professor Schett. „Die Interaktionen der beiden Systeme sind vergleichbar
mit denen in sozialen Netzwerken. Man könnte behaupten, dass unsere Zellen miteinander twittern – sie senden Botenstoffe aus, um eine Reaktion zu provozieren oder einen neuen Prozess in
Gang zu setzen. Ganz ähnlich wie im Internet: Es werden Beiträge geposted, die Diskussionen
in Echtzeit auslösen und mittels der komplexen Vernetzungen unter den Mitgliedern in weitere
Netzwerke gelangen. Vermutlich funktioniert die Zusammenarbeit des Knochen- und Immunsystems ähnlich. Wir kennen einige dieser Networker und deren Spezialisierungen sowie ihre
Kontakte, aber eben noch nicht alle. Wir arbeiten daran weitere dieser Kommunikationskanäle
zu erkennen, um das verwobene Verbindungsnetz besser zu verstehen“, erklärt Prof. Schett.
Das interdisziplinäre Verbundprojekt IMMUNOBONE hat in seinen ersten drei Jahren einen
essentiellen Beitrag geleistet, die das Wechselspiel zwischen dem Immun- und Skelettsystem
zu erforschen. Innerhalb der ersten Förderperiode sind mehrere molekulare Mechanismen entschlüsselt worden, die innovative Ansätze für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden von
Kommunikation und Presse
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rheumatisch-entzündlichen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis, Morbus Bechterew, eine
Erkrankung die zu Versteifungen der Wirbelsäule führt, oder Arthrose ermöglichen. Die Betroffenen leiden unter äußerst schmerzhaften, chronisch verlaufenden Gelenksentzündungen, die
zu Verformungen der Gelenke und Knochen bis hin zu deren Zerstörung führen. Häufig attackiert
dabei das Immunsystem den eigenen Körper. Um diese Entwicklung zu unterbinden, muss die
Erkrankung in einem frühen Stadium erkannt werden. Bereits vor Ausbruch der rheumatoiden
Arthritis können beispielsweise Antikörper gegen citrullinierte Proteine (CCP) im Blut der Patienten nachgewiesen werden. Im Schwerpunktprogram IMMUNOBONE konnte belegt werden,
dass diese Autoantikörper direkt die Bildung knochenfressender Zellen anregen und damit
schon vor Ausbruch der Krankheitssymptome Knochenabbau auslösen. Damit könnte künftig
der weitere Verlauf der Erkrankung durch die Einnahme entsprechender Medikamente gehemmt
oder sogar verhindert werden.
Ist die rheumatisch-entzündliche Erkrankung bereits ausgebrochen, wird zur Linderung der
Symptome häufig Cortison verordnet. Ein Medikament, das jedoch besonders bei längerer Einnahme oft mit ausgeprägten Nebenwirkungen verbunden ist. Wichtige Details des Wirkmechanismus, die für die Reduzierung der Nebenwirkungen nutzbar sind, konnten die Wissenschaftler
von IMMUNBONE entdecken. Sie wiesen nach, dass Cortison direkt auf so genannte T-Zellen
ein Typ der Abwehrzellen des Immunsystems, wirkt. Das Immunsystem besitzt zum Schutz vor
Krankheitserregern verschiedene Abwehrzellen: Neben den T- und B-Zellen gibt es die Makrophagen. Diese Zellen vernichten schädliche Erreger, sind aber zugleich für die Entsorgung von
abgestorbenen körpereigenen Zellen zuständig. Wie diese Zellen zwischen schädlichen Eindringlingen und toten Zellen unterscheiden, konnte jüngst ebenfalls durch die Forschungsarbeit
von IMMUNOBONE entschlüsselt werden.
Neu ist auch, dass die Forscher von IMMUNOBONE einen molekularen Schalter identifizieren
konnten, der für die Balance von Knochenabbau und Knochenaufbau zuständig und damit vielversprechend für die Behandlung unterschiedlicher Skeletterkrankungen wie Osteoporose ist.
Dieser „Feng-Shui“-Faktor des Knochens ist gleichzeitig wichtig für die Muskelfunktion und den
Blutzuckerhaushalt. Dabei entsteht im Moment ein neues Bild der Kommunikation von Organsystemen im Körper, welches die Forschergruppen dieser durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gegründeten Initative weiter vorantreiben. Beispielsweise spielt das Eiweiß namens
RANKL (Receptor activatorof NF-kB Ligand), welches zum Knochenabbau und so zur Entwicklung von Osteoporose beiträgt, eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Diabetes Mellitus Typ 2, dem sogenannten Alterszucker. Möglicherweise kann dadurch gleichzeitig auch eine
bessere Therapie des Diabetes Mellitus Typ 2 in der Zukunft möglich werden.
Sandra Jeleazcov
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