Dr. Silke Meiners (links), Ilona KammerlNeuherberg, 13. Januar 2016. Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben in einem... Das Immunoproteasom ist eine Struktur in Säugetierzellen und dient dem Abbau von zellfremden Eiweißmolekülen, wie sie etwa bei einer Virusinfektion vorliegen. Seine Funktion ist mit einem zellulären Schredder vergleichbar. Die dabei entstehenden Proteinstücke werden gezielt dem Immunsystem präsentiert, welches spezifische Abwehrmaßnahmen vorbereitet. Das Forscherteam um PD Dr. Silke Meiners vom Institut für Lungenbiologie (iLBD) / Comprehensive Pneumology Center (CPC) am Helmholtz Zentrum München fand nun heraus, dass Rauchen diesen Schutzmechanismus des Immunsystems entscheidend behindert.
„Bei Experimenten mit Immunzellen konnten wir beobachten, dass Zigarettenrauch die Aktivität des Immunoproteasoms vermindert“, so Erstautorin Ilona Kammerl. „Dadurch funktioniert das Präsentieren der zerkleinerten Proteinschnipsel gegenüber dem Immunsystem schlechter und die spezifische Immunantwort wird abgeschwächt.“ Zudem wiesen Lungen von COPD Patienten geringere Mengen an Immunoproteasomen auf.
„COPD-Patienten erleben bei einer viralen Infektion häufig eine akute Verschlechterung der Lungenfunktion, von der sie sich oft nicht vollständig erholen. Dies deutet darauf hin, dass die spezifische Immunantwort gegenüber viralen Erregern in diesen Patienten vermindert ist. Unsere Daten weisen erstmals darauf hin, dass dies mit einer durch Zigarettenrauch verminderten Immunoproteasom-Aktivität zusammenhängt“, unterstreicht Studienleiterin Meiners. Zigarettenrauch ist als einer der Hauptrisikofaktoren für die Entstehung einer COPD bekannt.
Verwendung als Biomarker denkbar
Die Wissenschaftler wollen nun prüfen, ob eine geringere Aktivität des Immunoproteasoms als Biomarker für die erhöhte Anfälligkeit gegenüber viralen Infektionen bei COPD dienen könnte. Weitere Studien sollen klären, ob die Veränderungen im Immunoproteasom auch in Blutzellen nachweisbar sind und dies mit einer erhöhten Infektanfälligkeit zusammenhängt.
Auch als therapeutische Zielstruktur könnte sich das Immunoproteasom eignen. „Eine gezielte Steigerung der Aktivität des Immunoproteasoms könnte vorteilhaft sein, um eine effizientere Immunantwort bei Virusinfekten hervorzurufen und damit einer Verschlechterung der Lungenfunktion bei COPD Patienten entgegenzuwirken“, erklärt Prof. Dr. Oliver Eickelberg, Vize-Direktor im DZL, Chairman des CPC und Direktor des iLBD.
Weitere Informationen
Das Immunoproteasom* ist ein zylinderförmiger Proteinkomplex, der Eiweißstrukturen, insbesondere solche, die von Zell-fremden Partikeln, wie etwa Viren, stammen, in kleinere Bestandteile zerlegt. Diese werden anschließend dem Abwehrsystem auf der Zelloberfläche präsentiert, um es für diese Strukturen zu sensibilisieren.Original-Publikation:
Kammerl, I.E. et al. (2016). Impairment of immunoproteasome function by cigarette smoke and in COPD, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine
DOI: 10.1164/rccm.201506-1122OC
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Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.
DasInstitut für Lungenbiologie (iLBD) gehört dem Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) an, einem Zusammenschluss des Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Das CPC verfolgt einen translationalen Forschungsansatz um neue präventive, diagnostische und therapeutische Strategien für chronische Lungenerkrankungen zu entwickeln. Das iLBD führt mit der Untersuchung der Pathomechanismen von Lungenerkrankungen mit zellulären, molekularen und immunologischen Methoden den Schwerpunkt der experimentellen Pneumologie an. Das CPC ist einer von fünf Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).
Das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und Therapie zu leisten.
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