Cluster of Excellence –
University of Freiburg

Neuer Rezeptor auf Fresszellen gefunden

Wissenschaftler zeigen, wie der Adenovirus in das Immunsystem von Mäusen eindringt
Aufnahmen mit dem Fluoreszenzmikroskop zeigen: Der Adenovirus kann Makrophagen, die den Rezeptor MARCO aufweisen (rechts), infizieren – fehlt MARCO dagegen, kann der Virus die Fresszellen nicht befallen (links). Quelle: Marina Freudenberg, Mareike Maler

Adenovirale Infektionen haben bei gesunden Menschen einen milden Krankheitsverlauf, sind aber für immungeschwächte Personen gefährlich. Ist eine Patientin oder ein Patient mit dem Virus infiziert und zieht sich außerdem eine bakterielle Infektion zu, kann es zu einem Zytokinsturm kommen – einer Überreaktion des Immunsystems, bei der es hohe Konzentrationen von entzündungsfördernden Proteinen bildet. Bei vielen Patienten verläuft dieser Vorgang tödlich. Mareike Maler vom Universitätsklinikum Freiburg, Prof. Dr. Marina Freudenberg von der Klinik für Pneumologie, Universitätsklinikum Freiburg und dem Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, Dr. György Fejer von der Universität Plymouth/England sowie Prof. Dr. Wolfgang Schamel von der Fakultät für Biologie und dem BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg haben nun den Rezeptor des Adenovirus bei Makrophagen von Mäusen identifiziert. Der Rezeptor „MARCO“ ermöglicht es den Adenoviren, in die als Fresszellen des Immunsystems bekannten Makrophagen einzudringen. Die Ergebnisse der Studie, an der auch Immunologinnen und Immunologen des Max-PIanck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik Freiburg, der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen und der Universität Zürich/Schweiz beteiligt waren, präsentieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „mBio“.Aus Studien mit Epithelzellen, die beispielsweise Teil der Haut und des Drüsengewebes sind, war bisher lediglich bekannt, dass die Adenoviren an Proteine, so genannte Integrine und Coxsackievirus- und Adenovirus-Rezeptoren, binden. Seit den 1990er Jahren suchen Biologinnen und Biologen nach dem Rezeptor des Adenovirus bei Immunzellen. Die Forschung will klären, wie Adenoviren diese Zellen befallen, das heißt, an welchem Rezeptor die Viren auf der Zelloberfläche andocken, um daraufhin einzudringen. Diese Frage sei wichtig, da sich neuerdings die Pharmaindustrie für Adenoviren interessiere und diese in der Gentherapie einsetzen möchte, um Geninformationen in menschliche Zellen zu schleusen, berichtet die Gruppe. In den ersten klinischen Studien jedoch stieg bei einigen Patienten die Wahrscheinlichkeit, dass sie zusätzlich an einer bakteriellen Infektion erkrankten. Der Rezeptor MARCO galt bislang hauptsächlich als so genannter Pattern-Recognition Receptor, mit dem Makrophagen Bakterien erkennen können. Die neuen Ergebnisse beweisen, dass der Rezeptor jedoch auch eine Funktion im Kampf gegen virale Erreger hat. MARCO ist demnach elementar für die Aktivierung von Makrophagen, zum Beispiel um entzündungsfördernde Zytokine in diesen Zellen zu produzieren. Die Forschenden zeigen außerdem, dass die Makrophagen des Knochenmarks weitaus weniger mit dem Virus infiziert werden als die Makrophagen der Lunge. Dies liegt unter anderem daran, dass die Zellen des Knochenmarks wenig bis keine solcher Rezeptoren besitzen und deshalb auch nicht effizient vom Virus befallen werden können. Die Ergebnisse der Wissenschaftler gilt es nun beim Menschen zu testen. Zwar tritt der Rezeptor MARCO auch bei diesen auf, aber es ist nicht klar, ob der Virus beim Menschen mit dem gleichen Rezeptor interagiert. Dennoch gibt die Studie Auskunft darüber, wie Makrophagen Viren bekämpfen und dass sie das Potenzial haben, einen Zytokinsturm beim Menschen zu aktivieren. Medikamente könnten den Rezeptor MARCO und damit auch den Zytokinsturm zukünftig blockieren. Marina Freudenberg forscht seit 1972 zur Aktivierung von Makrophagen. Seit 2013 arbeitet sie in der Abteilung von Wolfgang Schamel an der Fakultät für Biologie der Universität Freiburg, BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und an der Klinik für Pneumologie. Mareike Maler, die Erstautorin der Studie, war Studentin, György Fejer wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Marina Freudenberg. Maler promoviert in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Stefan Martin an der Klinik für Dermatologie und Venerologie des Universitätsklinikums Freiburg.

 

Original Veröffentlichung:

Key Role of the Scavenger Receptor MARCO in Mediating Adenovirus Infection and Subsequent Innate Responses of Macrophages
Maler MD, Nielsen PJ, Stichling N, Cohen I, Ruzsics Z, Wood C, Engelhard P, Suomalainen M, Gyory I, Huber M, Müller-Quernheim J, Schamel WWA, Gordon S, Jakob T, Martin SF, Jahnen-Dechent W, Greber UF, Freudenberg MA, Fejer G.
MBio. 2017 Aug 1;8(4). pii: e00670-17.

http://mbio.asm.org/content/8/4/e00670-17.long