Asthma: Molekülschalter entscheidet über Wohl und Wehe

Helferzellen am Scheideweg: Ein Forschungsteam unter Marburger Federführung hat die molekulare Steuerung aufgeklärt, durch die ein Typ von Immunzellen entsteht, der an allergischen Erkrankungen wie Asthma beteiligt ist. Die Forscherinnen und Forscher um Professorin Dr. Magdalena Huber von der Philipps-Universität berichten im Wissenschaftsjournal „Nature Communications“ über ihre Ergebnisse.

Die Marburger Medizinprofessorin Dr. Magdalena Huber (links) und ihre Mitarbeiterinnen Anna Guralnik (Mitte) und Lucia Campos Carrascosa erforschten, wie sich Immunzellen entwickeln. (Foto: Alekhya Porapu; das Bild darf nur für die Berichterstattung über die hier angezeigte wissenschaftliche Veröffentlichung verwendet werden.)

T-Helferzellen tragen zur Immunabwehr des Körpers gegen Wurmbefall und Krebserkrankungen bei, sind aber auch an Autoimmunerkrankungen und Asthma beteiligt. Die Immunzellen entstehen aus unreifen Vorläufern und spezialisieren sich auf bestimmte Leistungen, wenn äußere Reize sie zur Reifung anregen; man spricht hierbei von Zell-Differenzierung. Welche Zelle sich wie entwickelt, wird durch das netzartige Zusammenwirken von Genen gesteuert, die sich gegenseitig an- oder abschalten. „Um allergische Erkrankungen wirksam bekämpfen zu können, gilt es herauszufinden, wie die Differenzierung der T-Helferzellen genetisch gesteuert wird“, erklärt Huber.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten das Zusammenspiel zweier Proteine, nämlich der „Interferon-regulierenden Faktoren“ IRF1 und IRF4, die an der Entwicklung von Immunzellen beteiligt sind. Das Team fand heraus, dass die beiden Proteine gegeneinander arbeiten, wenn sich ein bestimmter Typ von T-Helferzellen entwickelt, die Th9-Zellen. Th9-Zellen sind durch die Produktion des Proteins Interleukin 9 (IL-9) gekennzeichnet.

Wie die Versuchsergebnisse zeigen, unterdrückt IRF1 die Produktion von IL-9, während IRF4 sie fördert. Die Forschungsgruppe vermutet aufgrund ihrer Ergebnisse, dass IRF1 und IRF4 um die Kopplung an ein Gen konkurrieren, das die Bauanleitung für IL-9 enthält.

Welche Konsequenz haben diese gegeneinander gerichteten Aktivitäten von IRF1 und IRF4 für die Entstehung von Asthma? Wie Huber und ihre Koautoren am Mausmodell zeigen, begrenzt IRF1 die krankmachende Wirkung von Th9-Zellen. „Asthmatiker könnten ein gestörtes Gleichgewicht der beiden Faktoren besitzen und aus diesem Grund mehr Asthma-förderndes IL-9 produzieren“, erklärt die Marburger Erstautorin Lucia Campos Carrascosa. „Unsere Studie belegt, dass das Molekülverhältnis zwischen IRF1 und IRF4 das Schicksal von Th9-Zellen beeinflusst“, fasst Huber zusammen. „Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von allergischen Erkrankungen wie Asthma.“

Professorin Dr. Magdalena Huber lehrt Infektionsimmunologie am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Philipps-Universität Marburg. Neben Hubers Arbeitsgruppe sind weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Marburg sowie vom Universitätsklinikum Mainz, der Universitäten Würzburg und München (LMU) und aus Osaka in Japan an der Veröffentlichung beteiligt; der japanische Koautor Professor Dr. Shimon Sakaguchi zählt als Entdecker regulatorischer T-Zellen zu den Koryphäen immunologischer Forschung.

Die „Von Behring-Röntgen-Stiftung“, das Universitätsklinikum Gießen und Marburg, die Studienstiftung des deutschen Volkes, die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie weitere Förderinstitutionen unterstützten die zugrunde liegenden Forschungsarbeiten finanziell.

Originalveröffentlichung: Lucia Campos Carrascosa, Matthias Klein & al.: Reciprocal regulation of the Il9 locus by counteracting activities of transcription factors IRF1 and IRF4, Nature Communications 2017, DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15366

Weitere Informationen:

Ansprechpartnerin:
Professorin Dr. Magdalena Huber,
Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene
Tel.: 06421 28- 66818
E-Mail: magdalena.huber@staff.Uni-Marburg.de