Kann diese biochemische Entzündung die Entzündung ausschalten?
Makrophagen sind Zellen, die eine Schlüsselrolle bei Entzündungen spielen. Und jetzt haben neue Forschungen - angeführt vom Trinity College Dublin in Irland - einen bisher unbekannten Prozess gefunden, der die Produktion von Entzündungsfaktoren in Makrophagen ausschalten kann.
Die Forscher schlagen vor, dass die neue Entdeckung unser Verständnis von Entzündungen und Infektionen verbessert.
Sie hoffen, dass dies zu neuen Behandlungen für entzündliche Erkrankungen wie Herzerkrankungen, rheumatoide Arthritis und entzündliche Darmerkrankungen führen wird.
Ihre jüngste Entdeckung betrifft ein als Itaconat bekanntes Molekül, das Makrophagen aus Glucose produzieren.
Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass das Molekül zur Regulierung der Makrophagenfunktion beiträgt, aber genau, wie dies geschah, war unklar.
"Es ist bekannt", erklärt der Co-Senior-Studienautor Luke O'Neill, Professor für Biochemie am Trinity College Dublin, "dass Makrophagen Entzündungen verursachen, aber wir haben gerade herausgefunden, dass sie dazu gebracht werden können, eine Biochemikalie namens Itaconat herzustellen." ”
Anhand menschlicher Zellen und Mausmodelle stellten er und seine Kollegen fest, dass die Produktion von Itaconat der Aktivierung eines „Aus-Schalters am Makrophagen, der die Entzündungswärme in einem nie zuvor beschriebenen Prozess abkühlt“ ähnelte.
Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in einem Artikel, der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur.
Entzündung und Makrophagen
Eine Entzündung ist eine Reihe von biochemischen Reaktionen, die vom Immunsystem ausgelöst werden, wenn es etwas entdeckt, das Schaden verursachen könnte. Wir können es sehen und fühlen, wenn wir zum Beispiel einen Splitter im Finger haben; Der Wundbereich schwillt an, wird rot, pocht und wird schmerzhaft.
Während sich der Entzündungsprozess entfaltet, setzen Gruppen verschiedener Zellen Substanzen frei, die wiederum eine Reihe von Reaktionen auslösen.
Zum Beispiel bewirken sie, dass sich Blutgefäße ausdehnen und durchlässig werden, so dass mehr Blut und Abwehrzellen die Verletzungsstelle erreichen können, und sie reizen die Nerven, so dass Schmerzmeldungen zum Gehirn gelangen.
Dieses leistungsstarke Abwehrsystem kann jedoch auch ausgelöst werden, wenn das Immunsystem versehentlich gesunde Zellen und Gewebe angreift. Dies führt zu entzündlichen Erkrankungen, die viele Jahre andauern können - manchmal sogar ein Leben lang.
Makrophagen sind verschiedene Zellen, die an vielen wichtigen Prozessen im Körper beteiligt sind, einschließlich Entzündungen.
Ihr Name kommt aus dem Griechischen für „große Esser“, weil sie tote Zellen, Trümmer und Fremdstoffe aufnehmen und verarbeiten.
Itaconate und Typ I Interferone
Wie viele Zellen nutzen Makrophagen Glukose zur Energiegewinnung. Sie können jedoch auch dazu gebracht werden, es zur Herstellung von Itaconat zu verwenden. Wissenschaftler wussten bereits, dass Itaconat hilft, viele Zellprozesse in Makrophagen zu regulieren, aber die Biochemie war nicht klar.
In der neuen Studie zeigten Prof. O’Neill und Kollegen erstmals, dass „Itaconat für die Aktivierung des entzündungshemmenden Transkriptionsfaktors Nrf2 […] in Maus- und Humanmakrophagen erforderlich ist“.
Sie zeigten, wie Itaconat-geschützte Mäuse durch Veränderung der Produktion mehrerer entzündlicher Proteine vor einer Art tödlicher Entzündung geschützt werden, die während einer Infektion auftreten kann.
Eine der Auswirkungen der Itaconatproduktion bestand darin, eine Entzündungsreaktion mit Typ-I-Interferonen zu begrenzen.
Typ-I-Interferone sind eine Gruppe von Proteinen, die Immunantworten beeinflussen, die während einer Infektion mit Viren, Bakterien, Pilzen und anderen Krankheitserregern auftreten.
Es ist bekannt, dass die Proteine besonders wichtig für die Abwehr von Viren sind. Sie können jedoch auch bei einigen Arten von Infektionen unerwünschte Reaktionen hervorrufen.
Die Autoren schließen daraus, dass ihre Ergebnisse "zeigen, dass Itaconat ein entscheidender entzündungshemmender Metabolit ist, der über Nrf2 die Entzündung begrenzt und Typ-I-Interferone moduliert".
Die Studie beschreibt als erste die chemischen Reaktionen, die hinter den entzündungshemmenden Wirkungen von Itaconat stehen, und ist eine Pionierarbeit auf dem Gebiet der Entzündungsforschung.
Die Forscher planen nun herauszufinden, wie sie die Ergebnisse nutzen können, um neue entzündungshemmende Medikamente herzustellen.
"Diese Entdeckung und die neuen Forschungswege, die sie eröffnet hat, werden uns einige Zeit beschäftigen, aber wir hoffen, dass sie eines Tages einen Unterschied für Patienten mit Krankheiten bewirken wird, die weiterhin schwer zu behandeln sind."
Prof. Luke O’Neill
Neben den Forschern des Trinity College Dublin arbeiteten auch Wissenschaftler der folgenden Institutionen zusammen: Harvard Medical School in Boston, MA; Johns Hopkins Universität in Baltimore, MD; die University of Cambridge, die University of Oxford und die University of Dundee, die sich alle im Vereinigten Königreich befinden; und das Pharmaunternehmen GlaxoSmithKline.
