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Die Lebensräume der „bad guys“

Welche Maßnahmen das Immunsystem gegen einen Krankheitserreger ergreift, hängt auch von seinem Aufenthaltsort ab: Antikörper können Antigene zum Beispiel nur außerhalb von Zellen erkennen, zur Vernichtung markieren oder außer Gefecht setzen. Auch die Zellen der Immunabwehr können nur in den Zellzwischenräumen und in der Blutbahn patrouillieren und weder auf unsere Oberhaut noch in andere Zellen wandern. Befallene Körperzellen machen sich aber durch Oberflächenmarker bemerkbar und werden dann z. B. von Phagozyten vertilgt.

Oben links: Viele Bakterien leben auf unserer Haut. Die meisten sind gutartig, ja, sie verteidigen uns sogar gegen Krankheitserreger, indem sie ihnen den Platz wegnehmen oder chemische Substanzen ausscheiden, die den Erregern schaden oder unseren Körper frühzeitig vor einem Angriff warnen. Gelegentlich mischen sich jedoch Schurken unter unsere Hautflora.

Oben rechts: Im Darmlumen tummeln sich ebenfalls zahlreiche Bakterien. Solange sie dem Darmepithel und dem von den Epithelzellen ausgeschiedenen schützenden Schleim nicht zu nahe kommen, bleiben sie unbehelligt.

Mitte links: Auch in den Zellzwischenräumen können sich Erreger ansiedeln. Hier müssen sie allerdings vor patrouillierenden Immunzellen und vor Antikörpern auf der Hut sein.

Mitte rechts: Etliche Bakterien und Viren dringen in unsere Zellen ein. Die Bakterien leben dort im Zytoplasma, während …

Unten rechts: … das Erbgut der Viren in den Zellkern gelangt und sich dort unter unser eigenes Erbgut mischt, um die Vermehrungsmaschinerie unserer Zellen zu nutzen. (Die Virenhüllen bleiben draußen, anders als es diese Skizze suggeriert – aber nacktes Viren-Erbgut ist schwer zu visualisieren.)

Unten links: Die Phagozyten unseres Immunsystems verschlingen Erreger und sollen sie eigentlich in ihren Vesikeln mit Hilfe von Enzymen und aggressiven Sauerstoffverbindungen abtöten und verdauen. Etliche Erreger haben aber Abwehrmechanismen entwickelt, sodass sie in den Verdauungsvesikeln überleben können.

Besetzungsliste: die „bad guys“

Das Immunsystem und seine Störungen kann man meines Erachtens nur aus einer ökologischen und evolutionsbiologischen Perspektive verstehen. Die Immunantwort hängt unter anderem davon ab, wer sich da in unserem Körper einzunisten versucht:

Oben links: verschiedene Bakterien; oben rechts: die im Buch immer wieder auftauchenden Bakterien-Karikaturen.

Zweite Reihe, links: verschiedene Viren, deren Hüllen oft geometrische Formen haben. Rechts daneben: meine Viren-Symbolbildchen – ganz rechts (Konservendose) eine geöffnete Hülle.

Dritte Reihe: Pilze und einzellige Parasiten (Entamoeba histolytica, der Erreger der Amöbenruhr, und der Malaria-Erreger Plasmodium). In all meinen Zeichnungen deutet ein Kreis oder Oval in der Mitte einer Zelle (Zellkern) auf einen Eukaryoten hin. Das gilt nicht nur für zellulären Erreger, sondern auch für unsere Immun- und sonstigen Körperzellen.

Unten ein Wurm, genauer: ein Hakenwurm. Die „Mikroskopaufnahme“ im Kreis zeigt, dass auch dies ein Eukaryot ist.

Immunologische Meldungen, Februar und März 2012

Aus Zeitgründen diesmal nur Überschriften mit Links und wörtlich vom VBIO bzw. vom Portal Pflanzenforschung.de übernommenen Anreißern – noch ist das Leistungsschutzrecht ja nicht in Kraft. Im Anschluss an die Anreißer ggf. ein kurzer Kommentar von mir.

Februar 2012:

Neuer Mechanismus zur Abwehr von Viren und Krebs
„Forschergruppen der Charité und des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums Berlin sowie der Universität Genf haben einen grundlegend neuartigen Mechanismus entdeckt, wie Virusinfektionen unsere Körperabwehr zu Höchstleistungen anspornen. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Impfstoffentwicklung gegen Infektionskrankheiten und Krebs.“ – Interleukin 33 als Alarmin; Konzept der Alarmine evtl. wichtig für Schilderung des Ablaufs einer typischen Infektion/Immunreaktion im 1. Teil des Buches

Neue Möglichkeiten im Kampf gegen Autoimmunerkrankungen: Struktur des Immunoproteasoms aufgeklärt
„Ähnlich einem „Schredder“ zerlegt das Immunoproteasom Eiweiße in kleine Bruchstücke, die dann an der Oberfläche der Zelle präsentiert werden. Werden diese Eiweißteile als „körperfremd“ erkannt, vernichtet das Immunsystem die Zelle. Bei Autoimmunerkrankungen ist dieser Prozess gestört. Helfen könnte dagegen, das Immunoproteasom zu hemmen. Biochemikern der Technischen Universität München (TUM) gelang es nun erstmals, die Kristallstruktur des Immunoproteasoms aufzuklären und Angriffsstellen für neue Medikamente aufzuzeigen.“ – evtl. wichtig für Schilderung des Ablaufs einer typischen Infektion/Immunreaktion im 1. Teil des Buches   Weiterlesen

Leider nach wie vor unklar: Warum hilft Selen bei Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse?

schwarzes, graues und rotes Selen (Foto:Tomihahndorf)

Der folgende Artikel aus der Open-Access-Zeitschrift Autoimmune Diseases erhebt den Anspruch, erste Hinweise auf den Mechanismus hinter der therapeutischen Wirkung von Selengaben bei Hashimoto-Thyreoiditis (evtl. auch bei Morbus Basedow) zu geben. Leider löst er diesen Anspruch nicht ganz ein: Die Autoren haben so sehr mit der englischen Sprache gekämpft, dass die Kernaussage sowohl im Text als auch in der zentralen Grafik der Publikation unverständlich bleibt, und die Redakteure der Hindawi Publishing Corporation haben den Verfassen nicht nur nicht beigestanden, sondern mit ihrer schlampigen Arbeit sogar für weitere Verwirrung gesorgt. Sehr schade, auch mit Blick auf das Renommee von Open-Access-Journalen. Ich habe mir aber weitere aktuelle Arbeiten zum Thema Selen und Autoimmunerkrankungen beschafft und werde weiter berichten.

Csaba Balázs und Viktória Kaczur: Effect of Selenium on HLA-DR expression of Thyrocytes. Autoimmune Diseases, 2012, doi: 10.1155/2012/374635

Abstract: Mit dem Experiment sollte geklärt werden, ob Selen (Se) in In-vitro-Kulturen menschlicher Thyreozyten (Schilddrüsenzellen) die Expression von HLA-DR-Molekülen und die Produktion freier Sauerstoffradikale beeinflusst. Die Zellen wurden in der Gegenwart von Gamma-Interferon kultiviert, was zur Expression von HLA-DR-Molekülen führte. Selen inhibierte diese Expression in dosisabhängiger Weise. Dieser Effekt korrelierte negativ mit der antioxidativen Kapazität.   Weiterlesen

Immunologische und virologische Meldungen des VBIO, Sept./Okt. 2011

Statt selbst viel zu schreiben, verweise und verlinke ich einfach auf einige Meldungen, die mir in letzter Zeit in den Newslettern des Biologenverbandes aufgefallen sind:

Erster Nachweis für Viren in der Erdgeschichte: Paget-Krankheit bei Dinosaurier entdeckt
Die Frage, wie alt Viren sind, wird im Autoimmunbuch angeschnitten werden: Eine lange Koevolution zwischen Viren und unseren Vorfahren, bei der endogenisierte Viren Funktionen im Immunsystem übernommen haben, setzt ja voraus, dass es Viren schon sehr lange gibt.

Programmierter Zelltod bei Morbus Crohn
Ein Forschungsteam um Claudia Günther und Christoph Becker (Uniklinik Erlangen) veröffentlichte am 15. September 2011 in Nature einen Artikel, dem zufolge das Fehlen des Enzyms Caspase-8 bei Patienten mit CED zu einem übermäßigen „Selbstmord“ (Apoptose) von Panethzellen im Darm und damit zu einer größeren Durchlässigkeit des Darmepithels für Bakterien führt.   Weiterlesen

Literaturanschaffung III

Ein herrliches Kontrastprogramm — beide Werke werden in meinem Buch ihren Niederschlag finden!

Auf Luis P. Villarreal (Origin of Group Identity. Viruses, Addiction and Cooperation. Springer 2009) und seine Idee von den „Abhängigkeitsmodulen“, mit denen Parasiten, vor allem Viren, sich ihre Wirte gefügig gemacht und sich zugleich selbst domestiziert haben, hat mich Fran Ryan in seinem Buch Virolution aufmerksam gemacht. Eine Geschichte des Lebens von den ersten Anfängen bis zu den heutigen menschlichen Kulturen mit ihren Schriftsprachen, Religionen und Wissenschaften zu verfassen, die auf dieser einen Grundidee von der Gruppenidentität aufbaut, ist schon gewagt: das verschrobene Werk eines beseelten Außenseiters oder doch eher die Ankündigung eines unausweichlichen Paradigmenwechsels? Ich werde berichten.

Scott McCloud (Comics machen. Alles über Comics, Manga und Graphic Novels. Carlsen 2007) hat nicht einfach ein How-To geschrieben, sondern in mehreren Büchern eine regelrechte Theorie des Comics (seiner Entstehung, Bedeutung, Rezeption usw.) entwickelt. Ich erhoffe mir zahlreiche Anregungen für die Illustrationen meines Buches, das zwar kein Comic werden wird, wohl aber eine halbe „Graphic Non-Fiction Novel“. Derzeit schwebt mir eine klare Aufteilung in Textseiten links und teils cartoonartige, teils nüchterne Abbildungen rechts vor.

Donna Jackson Nakazawa, „The Autoimmune Epidemic“

Im Rahmen meiner Hintergrundlektüre und „Konkurrenzproduktanalyse“ habe ich mir vor einigen Wochen dieses Sachbuch der amerikanischen Journalistin Donna Jackson Nakazawa angeschafft (Touchstone, 2008, 328 Sn., € 18,20). Der etwas reißerische Untertitel „Bodies gone haywire in a world out of balance – and the cutting-edge science that promises hope“ ließ Schlimmes befürchten, aber das Buch hat mich trotz einiger Schwächen positiv überrascht. Ich habe viel daraus gelernt, und etwas widerwillig räume ich ein, dass es sogar zu einer Veränderung meiner Einschätzung der industriellen Entwicklung und meiner politischen Überzeugungen beiträgt. Kurz gesagt: Widerstrebend kehre ich gerade zu einigen „grünen“, zivilisationskritischen Ansichten zurück, von denen ich mich in den letzten 20 Jahren zugunsten einer optimistischeren, fortschrittszugewandteren Einstellung verabschiedet hatte. Das Kranksein bestimmt das Bewusstsein.   Weiterlesen

Frank Ryan: Virolution – Die Macht der Viren in der Evolution, Kap. 6

Einführende Bemerkungen zum Buch und Notizen zu Kapitel 5 gibt es hier. Es folgen meine noch nicht allgemeinverständlich aufbereiteten Notizen zum nächsten Kapitel:

6. Viren als Geburtshelfer der Evolution

Ein endogenes Retrovirus kann nur gemeinsam mit den Nachfahren der Überlebenden der ersten Seuche überleben. Beide gehen eine dauerhafte Symbiose ein; selektiert wird von nun an auf der Ebene der Partnerschaft.

Aus dieser Perspektive ist die derzeitige Aids-Pandemie die erste Stufe einer solchen neuen Dynamik, während die Koala-Leukämie-Epidemie bereits etwa 100 Jahre länger wütet und schon die nächste Stufe der aggressiven Symbiose erreicht hat: Die meisten Individuen sind infiziert, der Genotyp, der nicht mit dem Virus leben kann, ist weitgehend ausgerottet, und die Endogenisierung schreitet rasch voran.

Wohl kein anderes Genom ist so stark mit Retroviren kontaminiert wie das menschliche. Wir sind gewissermaßen holobiontische Verbünde aus Wirbeltier- und Virenelementen. Virale Gene und Steuerungssequenzen, die für diese Symbiose nützlich sind, sollten von der Selektion stark konserviert worden sein.   Weiterlesen

Frank Ryan: Virolution – Die Macht der Viren in der Evolution, Kap. 5

Dieses Buch habe ich Ende 2009/Anfang 2010 für Spektrum Akademischer Verlag aus dem Englischen übersetzt. Es hat in meinen Augen große Schwächen, die kürzlich in einer Rezension für die Zeitschrift GEHIRN&GEIST von der Biochemikerin Christiane Jost gut auf den Punkt gebracht wurden.

Dennoch bin ich dem Autor irgendwie zu Dank verpflichtet, denn wenn ich nicht just Anfang 2010, als die ersten verwirrenden und scheinbar unzusammenhängenden Symptome meiner Hashimoto-Thyreoiditis auftraten, das Kapitel über die Autoimmunkrankheiten übersetzt hätte, wäre ich sicher nicht so schnell darauf gekommen, was mit mir nicht stimmte: Wahrscheinlich hätte ich heute noch nicht die richtige Diagnose.  Eine Mischung aus Glück und Verstand – und biologischem Vorwissen.

Bald kam mir der Gedanke, dass das hochinteressante Thema „humane endogene Retroviren und Autoimmunerkrankungen“, das Ryan in seinem überfrachteten Buch unter anderem anreißt, eigentlich ein eigenes, besser illustriertes, umfassender recherchiertes und klarer strukturiertes Buch verdient. Das war die Initialzündung zu „Friendly Fire“.   Weiterlesen