Nützliche Sauerstoffradikale

Zu den zerstörerischen Funktionen von Sauerstoffradikalen zählen beispielsweise Schädigungen des Erbmaterials nach einer Strahlentherapie, und auch bei der Alterung des menschlichen Körpers spielen diese Substanzen wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Allerdings haben Sauerstoffradikale im Immunsystem auch positive Funktionen: In entzündetem Gewebe werden sie unter anderem von Fresszellen (Makrophagen) des Immunsystems verstärkt freigesetzt, um eingedrungene Bakterien zu abzutöten.

Damit Entzündungen effektiv bekämpft werden, müssen aber noch weitere Immunzellen zum Ort des Geschehens wandern. Hierzu gehören unter anderem die T-Zellen, die eine zentrale Rolle bei der Regulation des Immunsystems und der Abtötung "kranker" Zellen spielen. Ihre Aktivität wird durch Calciumionen gesteuert, die durch Calciumkanäle in die Zelle einströmen.

Die saarländischen Wissenschaftler konnten zeigen, dass der Haupt-Calciumkanal (ORAI1) der T-Zellen durch Sauerstoffradikale blockiert wird. Damit wären diese wichtigen Immunzellen nicht mehr funktionsfähig. Den Forschern gelang aber der Nachweis, dass T-Zellen unter diesen Bedingungen nah verwandte Calciumkanäle (ORAI3) bilden, durch die weiter Calcium ins Innere der T-Zellen einströmen kann, wodurch diese ihre Funktion weiter ausüben können. Somit ist zum ersten Mal gezeigt worden, dass ORAI1 und ORAI3 unterschiedliche Funktionen im Immunsystem haben. Die Biophysiker folgern daraus, dass dieser Mechanismus eine wichtige Rolle bei der Regulation der Immunantwort spielt.

Als nächstes soll die Regulation der Immunzellen durch Sauerstoffradikale von gesunden Probanden und von Patienten mit Autoimmunerkrankungen näher untersucht werden. Hauptaugenmerk wird auch dabei auf der unterschiedlichen Funktion von ORAI1 und ORAI3 und ihrer Regulation durch Sauerstoffradikale liegen. Obwohl bislang noch keine selektiven Pharmaka für ORAI1 und ORAI3 existieren, bieten die unterschiedlichen Funktionen der beiden Kanäle Angriffspunkte, um gezielt bestimmte Immunzellreaktionen bei Autoimmunerkrankungen zu unterbinden.

Quelle:

Bogeski, I.: Sci. Signal. Vol. 3, Issue 115, p.ra24, Online-Veröffentlichung DOI: 10.1126/scisignal.2000672.