Phagozytose-unabhängige anti-mikrobielle Aktivität von Mastzellen durch die Ausbildung extrazellulärer Netze: Beteiligte Zelluläre Rezeptoren und zugrunde liegende molekulare Mechanismen

Zusammenfassung

In zunehmendem Maße werden Mastzellen als kritische Komponenten der Wirtsimmunabwehr gegenüber Pathogenen betrachtet. Wir konnten kürzlich einen komplett neuen Mechanismus aufdecken, durch welche Bakterien, wie Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus oder Pseudomonas aeruginosa abgetötet werden. Hierbei werden die Bakterien in extrazellulären Strukturen eingefangen, die ähnlich den für Neutrophile beschriebenen extrazellulären "Netzen" sind. Diese sog. "mast cells extracellular traps" oder MCETs bestehen aus DNA, Histonen, Tryptase sowie dem anti-mikrobiellen Peptid LL-37. Die Ausbildung dieser MCETs ist nicht das Ergebnis einer passiven Freisetzung von DNA und granulären Proteinen während des zellulären Zerfalls, sondern ein aktiver und kontrollierter Prozess als Antwort auf spezifische Stimuli sowie der Produktion reaktiver Sauerstoff Spezies (ROS). Diese spezielle Form des Zelltodes wurde kürzlich als "Etosis" bezeichnet. Etosis ist weder eine Form von Apoptose noch der Nekrose. Sie ist charakterisiert durch die Zerstörung der Kernmembran begleitet von der Auflösung zytoplasmatische Granula und der anschließenden Vermischung von Kern- und Granulakomponenten im Cytoplasma, die dann von der Zelle freigesetzt werden.

Die Zielsetzung dieses Projektes ist es (i) die Rezeptoren auf den Mastzellen zu charakterisieren, die an diesem Prozess beteiligt sind, (ii) die Identifikation bakterieller Faktoren, welche die Bildung von MCETs beeinflussen, und (iii) die Charakterisierung der molekularen Mechanismen und Signalwege, die über die Bildung von ROS, zu dieser Form des Zelltods der Mastzellen führen.

Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, sowohl die anti-mikrobielle Aktivität dieser Zellen, als auch deren Beteiligung in der Wirtsimmunabwehr gegenüber Pathogenen besser zu verstehen.

Figure 1. Field emission scanning electron microscopy photograph showing uninfected (left) and S. pyogenes-infected mast cells (right). Notice the formation of MCETs by infected mast cells (arrow).

Figure 2. Left, immunostaining of MCETs with Alexa-red-labelled antibodies against histones. S. pyogenes is labelled green and mast cells nuclei appears in blue. Right, field emission scanning electron microscopy photograph showing S. pyogenes (arrows) entrapped in MCETs.

Figure 3. Induction of MCETs by Staphylococcus aureus (left) or Pseudomonas aeruginosa (right).

Projekt-Team und Kontaktinformationen

PD Dr. Eva Medina
Leiterin der Arbeitsgruppe Infektionsimmunologie
Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung
Inhoffenstraße 7
38124 Braunschweig
Germany

Tel.: +49 531 6181 4500
Fax: +49 531 6181 4499

E-Mail: eva.medina(at)helmholtz-hzi.de
www.helmholtz-hzi.de

Dr. Oliver Goldmann
Arbeitsgruppe Infektionsimmunologie
Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung
Inhoffenstraße 7
38124 Braunschweig
Germany

Tel.: +49 531 6181 4503
Fax: +49 531 6181 4499

E-Mail: oliver.goldmann(at)helmholtz-hzi.de
www.helmholtz-hzi.de

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