Chronischen Krankheiten Einhalt gebieten
Institut für Strukturbiologie am Universitätsklinikum Bonn entdeckt Wachstumsrichtung von NLRP3
Bonn, 16. Mai 2022 – Forschende des Instituts für Strukturbiologie am Universitätsklinikum Bonn (UKB) konnten zusammen mit den Kölner Kollegen zeigen, dass Entzündungsreaktionen eines wichtigen Sensorproteins in eine bestimmte Richtung ablaufen. Die Richtung dieser Entzündungsreaktion zu kennen, ermöglicht es, sie am „wachsenden Ende“ zu stoppen und somit chronischen Entzündungskrankheiten Einhalt zu gebieten. Die Studie ist am Freitag in der Zeitschrift ‚Science Advances‘ erschienen.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Bonn und Köln haben in ihrer Studie einen zellulären Gefahrensensor untersucht, der mit dem Kürzel NLRP3 bezeichnet wird. Dieser wird aktiviert, wenn die Zelle von Bakterien oder Viren befallen wird oder sonstige Gefahrenstoffe auftreten. Auch die für die Alzheimererkrankung charakteristischen Eiweißablagerungen im Gehirn, die so genannten Amyloid-ß-Plaques, können den Gefahrensensor NLRP3 aktivieren. Die Entzündungsreaktion, die dadurch entsteht, fördert eine erneute Ablagerung der Eiweiße und trägt maßgeblich zum Krankheitsgeschehen bei.
Einmal aktiviert, lagern sich mehrere NLRP3 Proteine aneinander an und bilden so den Keim für eine Zellstruktur (ein Filament), an der sich immer weitere Proteine sammeln. Inga Hochheiser vom Institut für Strukturbiologie des UKB konnte nun zeigen, in welche Richtung dieses Filament wächst und sich weiter ausdehnt. Diese Einblicke gewann Sie mit Hilfe der Cryo-Elektronenmikroskopie, die es erlaubt, Moleküle mit bis zu 80.000-facher Vergrößerung zu beobachten.
Durch feine Titrationsschritte (ein Verfahren zur Bestimmung der Menge eines Stoffes in einer Probe) ist es ihr gelungen, den Übergang von den NLRP3 Proteinen auf Entzündungsfaktoren zu erzeugen und im Bild darzustellen. Dabei zeigte sich, dass sich die Filamente nur in eine Richtung ausbilden. „So konnten wir einen Teil des Entzündungsapparates sichtbar machen und die Wachstumsrichtung buchstäblich ablesen“ sagt Prof. Matthias Geyer, Direktor des Instituts für Strukturbiologie des UKB, der die Studie geleitet hat.
Chronische Entzündungskrankheiten stoppen
Die neuen Erkenntnisse erlauben nun, das wachsende Ende der Entzündungsreaktion mit Hilfe von Antikörpern oder Wirkstoffen gezielt zu adressieren. Damit kommen die Forscher dem Ziel näher, den weiteren Aufbau des Entzündungsapparates zu stoppen und so chronischen Entzündungen entgegenzuwirken.
Publikation:Inga V. Hochheiser, Heide Behrmann, Gregor Hagelueken, Jonas Moecking, Juan F. Rodríguez-Alcázar, Anja Kopp, Eicke Latz, Elmar Behrmann & Matthias Geyer. Directionality of PYD filament growth determined by the transition of NLRP3 nucleation seeds to ASC elongation. Science Advances 8: eabn7583. DOI: 10.1126/sciadv.abn7583. URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn7583
Kontakt: Prof. Dr. Matthias Geyer Institut für Strukturbiologie Universitätsklinikum Bonn Tel. +49-228/287-51400 E-Mail: matthias.geyer@ukbonn.deBildmaterial:
Bildunterschrift: : Elektronenmikroskopische Aufnahme des Übergangs zwischen dem Gefahrensensor NLRP3 und seinem Signalprotein, dargestellt in der Vergrößerung mit der berechneten Proteinstruktur.
Bildnachweis: I. V. Hochheiser
Bildunterschrift: (l.) Doktorandin Inga Hochheiser vom Institut für Strukturbiologie des UKB mit Prof. Matthias Geyer, Direktor des Instituts für Strukturbiologie des UKB, konnten zeigen, dass Entzündungsreaktionen eines wichtigen Sensorproteins in eine bestimmte Richtung ablaufen.
Bildnachweis: Universitätsklinikum Bonn (UKB)/ J.F. Saba
Pressekontakt: Viola Röser Pressesprecherin am Universitätsklinikum Bonn (UKB) Stabsstelle Kommunikation und Medien am Universitätsklinikum Bonn Tel.: 0228 287-10469 E-Mail: viola.roeser@ukbonn.de
Zum Universitätsklinikum Bonn: Im UKB werden pro Jahr über 400.000 Patient*innen betreut, es sind 8.300 Mitarbeiter*innen beschäftigt und die Bilanzsumme beträgt 1,3 Mrd. Euro. Neben den über 3.300 Medizin- und Zahnmedizin-Studierenden werden pro Jahr rund 600 junge Menschen in anderen Gesundheitsberufen ausgebildet. Das UKB steht im Wissenschafts-Ranking auf Platz 1 unter den Universitätsklinika (UK) in NRW, weist den vierthöchsten Case Mix Index (Fallschweregrad) in Deutschland auf und hatte 2020 als einziges der 35 deutschen Universitätsklinika einen Leistungszuwachs und die einzige positive Jahresbilanz aller Universitätsklinika in NRW.
