Fruchtfliegen im Abwehrmodus: Wie Immunzellen Parasiten lebendig einmauern
Marburger Forscher entdecken einen zentralen Schalter der angeborenen Immunabwehr gegen parasitische Wespen
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Eine winzige Schlupfwespe sticht ihre Eier in eine Fruchtfliegenlarve. Schlüpft die Wespenlarve ungehindert, frisst sie ihren Wirt von innen auf. Doch die Fruchtfliege verfügt über eine verblüffend wirksame Verteidigungsstrategie: Riesige spezialisierte Immunzellen, sogenannte Lamellozyten, heften sich an das Wespenei, verändern ihre Form und umschließen den Eindringling mit einer mehrschichtigen Kapsel, bis dieser abstirbt. Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Sven Bogdan von der Philipps-Universität Marburg haben nun erstmals den molekularen Schalter identifiziert, der diese spektakuläre Zellverwandlung ermöglicht. Im Zentrum steht der hochkonservierte Aktinregulator Frl/FMNL, der durch die Moleküle Cdc42 und Rac2 aktiviert wird und das Zellskelett der Immunzellen für die Einkapselung neu organisiert.
Wespenlarve frisst sich durchs Innere der Fliegenlarve
Mithilfe hochauflösender Lebendzellmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie konnten die Forschenden erstmals in Echtzeit beobachten, wie sich die Lamellozyten verändern. Im Ruhezustand zirkulieren sie passiv und starr in der Körperflüssigkeit der Larve – ähnlich wie Blutplättchen im menschlichen Blut. Erst beim Kontakt mit einem Wespenei werden sie aktiviert: Das Aktin- Zytoskelett wird tiefgreifend umgebaut, die Zellen werden weicher, spreiten sich über die Oberfläche des Parasiten-Eis aus und bilden eine schützende Kapsel. Fehlt Frl/FMNL oder einer seiner Aktivatoren Cdc42 beziehungsweise Rac2, misslingt dieser Umbau. Die Immunzellen können das Wespenei nicht mehr umschließen – die Parasiten entwickeln sich weiter und töten schließlich die Fruchtfliegenlarve.
Zum Fressen zu groß: Immunsystem erfindet alternative Strategie
Die Erkenntnisse reichen weit über die Fruchtfliege hinaus. Frl/FMNL gehört zu einer Familie von Aktinregulatoren, die auch beim Menschen vorkommen und die Form sowie Beweglichkeit von Immunzellen steuern. Besonders eosinophile Granulozyten nutzen bei der Abwehr großer Parasiten wie Würmern eine ähnliche Strategie: Weil diese Eindringlinge zu groß sind, um sie einfach zu „fressen“, werden sie von Immunzellen eingekapselt. Die neuen Ergebnisse liefern deshalb wichtige Einblicke in grundlegende Mechanismen der angeborenen Immunabwehr und könnten dazu beitragen, angeborene Immundefekte, die durch Störungen des Aktin-Zytoskeletts verursacht werden, besser zu verstehen und langfristig neue therapeutische Ansätze zu entwickeln.
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Die Zellanalyse ermöglicht es uns, Zellen in ihren vielfältigen Facetten zu erforschen und zu verstehen. Von der Einzelzellanalyse über die Durchflusszytometrie bis hin zur Bildgebungstechnologie – die Zellanalyse bietet uns wertvolle Einblicke in die Struktur, Funktion und Interaktion von Zellen. Ob in der Medizin, der biologischen Forschung oder der Pharmakologie – die Zellanalyse revolutioniert unser Verständnis von Krankheiten, Entwicklung und Behandlungsmöglichkeiten.
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