Forscher beschreiben den einzigartigen Ursprung des chemischen Nachrichtensystems eines Neutrophilen

In uns allen steckt eine Armee von Zellen namens Neutrophile, die bereit sind, jeden Eindringling auszuschalten, seien es Bakterien in einer Wunde oder Viren, die in unsere Atemwege eindringen. Als erste Verteidigungslinie des Immunsystems greifen Neutrophile an und fordern Verstärkung an, um eine Infektion zu verhindern.

„Neutrophile sind die schnellsten Immunzellen in Ihrem Körper, die in der Lage sind, eine Zelllänge pro Minute zu wandern“, sagte Carole Parent, Ph.D. der Abteilung für Pharmakologie und Zell- und Entwicklungsbiologie der Medizinischen Fakultät der Universität von Michigan.

Ihre schnelle Reaktion auf einen Invasionsort wird durch ein chemisches Nachrichtensystem namens Chemotaxis ermöglicht. Neue Forschungsergebnisse von Parent und ihren Kollegen an der UM Medical School und dem UM Life Sciences Institute erklären die genaue und überraschende Art und Weise, wie diese Chemikalien erzeugt werden.

Die Neutrophilen, die der Stelle am nächsten sind, spüren Chemikalien, die von den Krankheitserregern freigesetzt werden, und setzen dann selbst eine andere Chemikalie namens Leukotrien B4 (LTB4) frei, um mehr Neutrophile in den Bereich zu bringen, um Fremdmaterial oder Zelltrümmer zu fressen, abzubauen oder einzufangen.

Die Umgebung außerhalb einer Zelle ist feindlich, erklärt Parent, daher sind die Enzyme, die LTB4 herstellen, in kleine kreisförmige Vesikel, sogenannte Exosomen, verpackt, die als eine Art Schutzhülle fungieren.

Während die Neutrophilen wandern, scheiden sie diese Vesikel aus und setzen ihren Inhalt frei, um einen chemischen Gradienten zu erzeugen, der ein Relais auslöst, das noch mehr Immunzellen anruft.

In einem neuen Artikel, erschienen in Natur Zellbiologiebeschreiben die Forscher einen einzigartigen Weg, auf dem Exosomen aus Neutrophilen gebildet werden.

Anstatt wie bei den meisten anderen Zellen im Körper aus der äußeren Zellmembran zu stammen, stammen die Exosomen eines Neutrophilen von der Oberfläche seines ungewöhnlich geformten Kerns.

„Als jemand, der während seiner ganzen Karriere an der Zellmigration gearbeitet hat, hätte ich nie gedacht, dass ich einmal über die Zellkerne nachdenken würde“, sagte Parent. „Wir haben erkannt, dass es die sehr spezifische Zusammensetzung des Neutrophilenkerns ist, die die LTB4-Synthese und seine Verpackung in diese vom Kern abgeleiteten Exosomen ermöglicht.“

Der Kern in einem Neutrophilen ist formbar, seine biegsame Form ermöglicht es dem Neutrophilen, sich an Infektionsstellen zu quetschen, erklärt Parent. Die Kernmembran besteht aus Bereichen, die reich an wachsartigen Lipidmolekülen sind, die Ceramide genannt werden. Aus diesen Bereichen werden dann Knospen, die die Komponenten von LTB4 enthalten, aufgenommen und schließlich aus der Zelle freigesetzt, um den chemischen Gradienten zu erzeugen, sagt Parent.

Obwohl sie im Zusammenhang mit einer Infektion normalerweise eine gute Sache sind, können überschwängliche Neutrophile während der Ausführung ihrer vordefinierten Arbeit auch chronische Entzündungen verursachen, die zu Erkrankungen wie Arthritis und Asthma führen.

Das Verständnis des genauen Mechanismus hinter der Aktivierung von Neutrophilen eröffnet Wege zu potenziellen Medikamentenzielen, sagte Parent.