Variable Immunrezeptoren in myeloiden Effektorzellen

Der Arbeitsgruppe gelang in Kollaboration mit Gruppen an der Uni Göttingen und der MHH Hannover die Entdeckung eines dritten Systems der variablen Immunabwehr in Säugetieren. Dies erfolgte durch den Nachweis der Existenz eines variablen Immunrezeptors auf der Basis des T-Zellrezeptors in neutrophilen Granulozyten von Mensch und Maus.

TZR exprimierender (grün) humaner neutrophiler Granulozyt.

Dieser unerwartete Befund impliziert im wesentlichen mehrere Aspekte. Zum einen weist er neutrophilen Granulozyten, die bisher als Inbegriff der innaten (nicht-adaptiven), schnellen Immunabwehr galten, entgegen lange akzeptierter Vorstellungen, eine potentiell neue Rolle bei der Immunabwehr zu: nämlich in der adaptiven Immunität. Eine derartige Möglichkeit wurde bislang nicht einmal auf theoretischer Basis in Betracht gezogen.

Grundlagentheoretisch stellt die Identifizierung eines variablen Immunrezeptors in Neutrophilen das seit langem gültige Konzept der Effektorzell-basierten Aufteilung von innater und adaptiver  Immunabwehr in Frage. Ein variables Immunsystem in Neutrophilen bildet möglicherweise eine bisher unbekannte Brücke zwischen dem klassischen innaten und adaptiven Immunsystem.

Die Entdeckung eines dritten variablen Immunsystems wirft grundsätzliche Fragen zur Struktur und Evolution von Immunsystemen in Säugetieren auf. Sie hat möglicherweise unmittelbare evolutionsbiologische Relevanz, indem sie nachweist, dass variable Immunrezeptoren bereits im phylogentisch alten Phagozytensystem existieren. Im Gegensatz zur herrschenden Lehrmeinung, legen unsere Ergebnisse nahe, dass die Entwicklung eines variablen Immunsystems in höheren Organismen nicht erst mit dem Aufkommen der Lymphozyten begann, sondern bereits früher im phylogenetisch älteren myeloiden Schenkel erfolgte.

Ein drittes variables Immunsystem in Neutrophilen.

Die Existenz eines variablen Immunrezeptors in Neutrophilen hat potentiell weitreichende Implikationen für die klinische Medizin. Neutrophile bilden die Hauptpopulation der Entzündungszellen in der Zirkulation. Sie sind stets die ersten Immunzellen am Ort einer Entzündung, eines Traumas oder einer Ischämie. Die Existenz einer variablen Komponente bei der Immunerstabwehr hat daher möglicherweise grundsätzliche Bedeutung für jede Form der akuten Entzündung. Darüberhinaus existieren chronische Erkrankungen mit unklarer Pathogenese, die von Neutrophilen geprägt sind (z.B. rheumatoide Arthritis, M. Crohn/Colitis ulcerosa, multiple Sklerose, COPD/Asthma), bei deren Ätiologie das neue variable Immunsystem möglicherweise eine Rolle spielt.

Literatur

• A variable immunoreceptor in a subpopulation of human neutrophils. Puellmann K;Kaminski WE;Vogel M;Nebe CT;Schroeder J;Wolf H;Beham AW, 2006 Sep 26 , Proc Natl Acad Sci U S A , 103, 14441 - 14446 ,  PubMed 16983085,  DOI.
• Cytokine storm and an anti-CD28 monoclonal antibody. Puellmann K;Beham AW;Kaminski WE, 2006 Dec 14 , N Engl J Med , 355, 2592 - 2594 ,  PubMed 17167145,  DOI.

Diese Arbeiten wurden zitiert/ besprochen u. a. in

• Nat Reviews in Immunology, Research Highlights 2006, 6:794
• N Engl J Med 2006, 355:2593-4
• Nat Immunology 2007, 8:137-144
• Immunology and Cell Biology 2007, 1–2
• Deutsches Ärzteblatt 2006, 23:A2826
• Frankfurter Allgemeine Zeitung (Wissenschaftsteil)
• Laborjournal 2007, 3:32-33

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. med. Wolfgang Kaminski
Dipl. Ing. (FH) Tina Fuchs
Dipl. Biol. Septimia Oniga

Kontakt
Prof. Dr. med. Wolfgang Kaminski
Institut für Klinische Chemie, Universitätsmedizin Mannheim
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