Mechanismus zur Beendigung von Entzündungen beschrieben
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Eine Entzündung ist eine vorübergehende Reaktion auf eine Infektion oder Verletzung, die Zellen des Immunsystems anlocken soll, damit sie den Schaden reparieren können. Wenn der Prozess jedoch nicht gut reguliert ist, sendet der Körper weiterhin Entzündungssignale aus, obwohl die Verletzung bereits repariert wurde, was zur Entwicklung einer chronischen Entzündung führt, die mit weit verbreiteten Gesundheitszuständen wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD) und anderen zusammenhängt.
Während der Entzündungsphase werden Entzündungsmarker (in grün) in den Makrophagenkernen (in blau) lokalisiert, um die Synthese von entzündlichen ARNs zu aktivieren.
IRB Barcelona
Wissenschaftler des IRB Barcelona unter der Leitung des ICREA-Forschers Dr. Raúl Méndez, Leiter des Labors Translational Control of Cell Cycle and Differentiation, haben den zellulären Mechanismus beschrieben, der das Ende der Entzündung koordiniert, und festgestellt, dass das CPEB4-Protein eine Schlüsselrolle in diesem von Makrophagen vermittelten Prozess spielt. Die in der Fachzeitschrift eLife veröffentlichte Studie beschreibt, wie beim Ausbruch einer Entzündung ein physiologisches Gleichgewicht zwischen dem TTP-Protein (entzündungsfördernd) und dem CPEB4-Protein (entzündungshemmend) hergestellt wird, um den Beginn und das Ende der Entzündung zu regulieren.
Überraschenderweise stellten die Forscher fest, dass zu Beginn der Entzündung sowohl die pro- als auch die anti-entzündlichen Wege stimuliert werden; letztere werden jedoch mit einer gewissen Zeitverzögerung aktiviert.
"Die Entzündung muss zeitlich begrenzt werden, sonst wird das, was eigentlich Infektionen und Verletzungen reparieren und beheben soll, selbst zum Problem. In dieser Arbeit beschreiben wir einen hochsensiblen und präzisen zellulären Mechanismus, der diesen Prozess reguliert. Das Verständnis dieses Mechanismus ist von entscheidender Bedeutung, um Krankheiten zu bekämpfen, die mit chronischen Entzündungen einhergehen und von denen es leider viele gibt", sagt Dr. Méndez.
Die Arbeit, die in Zusammenarbeit mit dem Signalling and Cell Cycle Laboratory unter der Leitung von Dr. Ángel Nebreda am IRB Barcelona durchgeführt wurde, beschreibt, wie Mäuse, denen das CPEB4-Protein fehlt, den Entzündungsprozess nicht abschließen und folglich einen septischen Schock erleiden. Die Forscher haben beobachtet, dass Patienten mit Sepsis sehr hohe CPEB4-Spiegel aufweisen, um die Entzündung zu reduzieren.
Stabilität der Boten-RNA als "Präzisionswerkzeug"
Proteine sind für die Ausführung der meisten zellulären Funktionen verantwortlich, beispielsweise für die Aktivierung und Deaktivierung eines Entzündungsprozesses. Die Zellen verfügen über zahlreiche Mechanismen zur Regulierung der einzelnen Proteine, darunter auch die Boten-RNA-Moleküle, die die Vorstufe zur Proteinproduktion darstellen. Bei diesem Mechanismus, der den Beginn und die Beendigung einer Entzündung bestimmt, regulieren die Proteine, die diesen Prozess steuern, die Stabilität der Boten-RNA-Moleküle.
So destabilisiert das TTP-Protein während der Beendigung der Entzündung die RNA-Moleküle, die die Produktion von Entzündungsmediatoren fördern. Währenddessen "schützt" CPEB4 die Boten-RNA-Moleküle vor dem entzündungshemmenden Programm und hindert TTP daran, sie abzubauen. "Auf diese Weise ist es möglich, die entzündungshemmende Wirkung zu verstärken und gleichzeitig die entzündliche Wirkung zu verringern", schlussfolgern Dr. Clara Suñer und Annarita Sibilio, Forscher am IRB Barcelona und Erstautoren der Studie.
Künftige Laborarbeiten werden sich darauf konzentrieren, diesen Regulationsmechanismus in anderen Zellen des Immunsystems und in anderen Szenarien zu untersuchen, in denen zeitlich begrenzte zelluläre Reaktionen auf bestimmte Reize, wie z. B. die Nahrungsaufnahme, auftreten.
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