Zytokine - Die Sprache des Immunsystems
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„Nach dem Spiel ist vor dem Spiel…“ Die Verteilung der TH1 und TH2 spezifischen Zytokine in den Kompartimenten des humanen Lymphknotens Doktorvater: Prof. Dr. med. Jürgen Westermann Doktorand: David Ellebrecht Institut für Anatomie Champions League statt Kreisklasse – erste Untersuchungen am Menschen Der menschliche Körper kämpft – wie eine Fußballmannschaft gegen ihren Gegner – gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern Bisherige Modelle basieren auf Untersuchungen an Lymphknoten von Maus und Ratte. Erste Untersuchung am Menschen: Gegenüberstellung von B- und T-Zone in den Lymphknoten Gegenüberstellung von peripheren und mesenterialen Lymphknoten Gegenüberstellung von ruhenden und entzündeten Lymphknoten Bisherige Verfahren besitzen eine geringe Sensitivität bzw. erlauben keine genaue Lokalisation im Lymphknoten. Empfindliche Methode, um auch kleinste ZytokinSpuren nachzuweisen Es kann jedes Areal getrennt untersucht werden In Zeitlupe können die einzelnen Spielzüge der Immunzellen analysiert werden Angeborenes Immunsystem Makrophagen = Abwehrspieler Resistenz bleibt nach wiederholter Infektion gleich TH1 Lymphozyten = Abwehrchef Erworbenes Immunsystem TH2 Lymphozyten = Spielmacher Resistenz nach wiederholter Infektion verbessert B-Lymphozyten = Stürmer, die mit ihren Antikörpern die Tore schießen Lymphknoten sind die Fußballstadien der erworbenen Immunantwort Die Spielanalyse: Methodik B-Lymphozytenmantel •14μm •10 Schnitte ganzer Lymphknoten •Mikrodissektionsplatten Mesenteriale Lymphknoten Ruhend Entzündet Periphere Lymphknoten Ruhend Entzündet Proliferationszone Selektionszone Hochendotheliale Venolen mRNA-Isolierung u. cDNA-Synthese Der menschliche Körper konzentriert wie eine Fußballmannschaft ihre Spieler auf dem Platz die Krankheitserreger und die Immunzellen unter anderem in Lymphknoten. Der entscheidende Teil der Immunzellen ist hier versammelt und nimmt wie ein Fußballspieler auf dem Feld die für ihn spezifische Position ein. In Lymphknoten können wenige, auf einen Krankheitserreger spezialisierte Immunzellen koordiniert und getrennt vom restlichen Organismus gegen dieses Antigen vorgehen. mRNA mRNA Mikrodissektion Mit Hilfe eines Lasers werden bestimmte Areale des Lymphknotenschnitts unter dem Mikroskop ausgeschnitten Kryosektion Probenentnahme cDNA Real-time PCR Exponentielle Vermehrung der cDNA-Sequenzen, um geringste Spuren der Zytokine nachzuweisen Zytokine sind die Pässe, mit denen die Immunzellen versuchen, die Krankheitserreger auszuspielen Die beiden Gruppen der T-Helfer Zellen unterscheiden sich in den Spielzügen (Zytokinen) Wie Fußballspieler nur mit gut kombinierten Pässen das Spiel zum Sieg führen können, müssen die passenden Zytokine, T-Zone des Lymphknotens - eigene Spielfeldhälfte: kleine Proteine, sezerniert werden, um die Abwehrzellen in die Hier finden sich vermehrt Zytokine der TH1 Lymphozyten, die richtige Position gegen die Krankheitserreger zu bringen. das Abwehrverhalten der Makrophagen verbessern. Zytokine nehmen daher eine elementare Rolle im Kampf gegen B-Zone - gegnerische Spielfeldhälfte: Infektionskrankheiten ein. Bei Nichtfunktionieren dieses Es werden vor allem von TH2 Lymphozyten sezernierte Zusammenspiels kann für die bestmögliche Eliminierung nicht garantiert werden; im schlimmsten Fall kann es zu IL-4 IL-5 IL-10 Autoimmunerkrankungen, einem Eigentor gegen den Körper, kommen. TH1 Lymphozyten, die Abwehrchefs IFN-γ, IL-2, IL-12 Schadstoffe zu verdauen IL-2 Antikörper die Tore schießen, effektivere Antikörper zu produzieren (sog. vergleichen kann, um die Stürmer (B-Lymphozyten) in eine gute Schussposition zu bringen. • Delegieren hingegen die B-Lymphozyten bei der Produktion der Antikörper und bringen somit die richtigen Stürmer in Position IFN-γ, IL-12 • Helfen den B-Lymphozyten, die als Stürmer mittels welche man mit Traumpässen TH2 Lymphozyten, die Spielmacher IL-4 IL-10 IFN-γ, IL-12 Zytokine angetroffen, IL-4 • Unterstützen die Makrophagen (Teil des angeborenen Immunsystems), Bakterien und IL-4 IL-4 IL5 IL-10 • Verhindern eine überschießende TH1 Immunantwort IL-2 Antikörper Switch) Aus der Spielanalyse lernen… • Analyse des Zusammenspiels der Immunzellen bei Entzündungsreaktionen • Erkenntnisse über das Versagen des Zusammenspiels (=Fehlpässe) bei Autoimmunerkrankungen • Basis für neue Therapiemöglichkeiten: • Unterstützung der Immunzellen gegen gut eingespielte Krankheitserreger • Herstellung des richtigen Spielrhythmus bei Autoimmunerkrankungen Zusammenfassung 1. Bisherige Ergebnisse basieren auf Tiermodellen oder besitzen eine geringe Sensitivität bzw. Lokalisationsmöglichkeit im Lymphknoten 2. Erste Untersuchgen am menschlichen Lymphknoten mit einer neuen, hoch sensitiven Methode, die es erlaubt, ganz bestimmte Areale zu analysieren 3. In der T-Zone des Lymphknotens finden sich vermehrt TH1 Zytokine, in der B-Zone hingegen TH2 Zytokine 4. Das Verständnis der Koordination der Immunantwort im menschlichen Organismus bietet neue Möglichkeiten in der Behandlung von vielen Erkrankungen
