Manche Infektionen sind zum "aus der Haut fahren". Dies lässt man aber besser bleiben, denn die Haut stellt einen wirkungsvollen Schutz gegen Infektionen dar. Das ist auch den sogenannten Langerhans-Zellen (LZ) zu verdanken. Diese sind in der Oberhaut und auf Schleimhäuten eine erste Verteidigungslinie gegen eindringende Viren, Bakterien und Pilze. Wie die Immunzellen aus blutbildenden Stammzellen entstehen, untersucht ein Team an der Medizinischen Universität Wien – dem dabei vor Kurzem wichtige Entdeckungen gelangen.
Signalwirkung
Das Team um Prof. Herbert Strobl vom Institut für Immunologie zeigte nicht nur, dass ein als Axl bezeichnetes Signalmolekül auf der Zelloberfläche von LZ vorkommt, sondern auch, wie dieses Vorkommen durch den Botenstoff Transforming Growth Factor-beta 1 (TGF-beta1) gesteuert wird. Zur Bedeutung dieser Arbeit meint Prof. Strobl: "Auf der Haut kommt auch eine Vielzahl gutartiger Mikroben vor, die für die menschliche Gesundheit wichtig sind. Die Fähigkeit, "Gut" und "Böse" zu unterscheiden, ist daher für LZ von kritischer Bedeutung – und dabei spielt Axl eine wichtige Rolle."
Tatsächlich ist Axl ein Rezeptor, der zur Familie der sogenannten "TAM-receptor tyrosin kinases" gehört. Diese haben eine wesentliche Funktion bei der Verhinderung von ungewollten Entzündungsreaktionen – und verhindern so auch Immunantworten gegen gutartige Mikroben. Zu klären, wann und wie Axl gebildet wird, ist daher von wesentlicher Bedeutung zum Verständnis der Entwicklung von LZ aus Stammzellen.
Das Team um Prof. Strobl, der vor Kurzem an das Institut für Pathophysiologie und Immunologie der Medizinischen Universität Graz berufen wurde, zeigte nun, dass Vorläuferzellen der LZ bereits wenige Stunden nach dem Kontakt mit TGF-beta1 das Signalmolekül Axl ausbilden. Ein – im Vergleich zu anderen Prozessen der Zelldifferenzierung – erstaunlich kurzer Zeitraum. Zudem wurde festgestellt, dass Axl nur in jenen Zellen hergestellt wird, die sich zu LZ weiter differenzieren – und nicht zu anderen Zelltypen wie Granulo-, Mono- oder Lymphozyten. Auch konnte gemessen werden, dass Axl der einzige Rezeptor der TAM-Familie ist, der unter diesen Bedingungen synthetisiert wird.
Diese Ergebnisse machten Mag. Thomas Bauer, Erstautor der Studie, rasch klar, dass die Wirkung von TGF-beta1 auf die Herstellung von Axl ganz wesentlich für die LZ-Differenzierung aus Vorläuferzellen ist. Eine Tatsache, die auch dadurch unterstrichen wird, dass nur die kontinuierliche Anwesenheit von TGF-beta1 die Synthese von Axl während der gesamten Differenzierung gewährleistet.
Ergebnis mit System
Diese Ergebnisse wurden nun im angesehenen Journal of Experimental Medicine veröffentlicht. Möglich wurde die qualitativ wie quantitativ überzeugende Arbeit auch durch ein gut etabliertes Testsystem, wie Prof. Strobl erläutert: "Dank eines In-vitro-Zellkultur-Verfahrens für die LZ-Differenzierung aus isolierten Blutstammzellen können wir die Wirkung verschiedener Moleküle während der Differenzierung von LZ sehr gut analysieren. Das haben wir nun auch mit TGF-beta1 gemacht."
Die Bedeutung der Ergebnisse dieses FWF-Projekts reicht dabei weit über ein reines Grundlagenverständnis hinaus. Denn die Fähigkeit von Axl, zwischen "Gut" und "Böse" zu unterscheiden, erlaubt ihm auch, Autoimmunerkrankungen zu verhindern. So könnten die Ergebnisse zukünftig vielleicht auch einen Beitrag zur Behandlung dieser Art von Erkrankungen leisten.
Originalpublikation: T. Bauer, A. Zagorska, J. Jurkin, N. Yasmin, R. Koffel, S. Richter, B. Gesslbauer, G. Lemke and H. Strobl, Identification of Axl as a downstream effector of TGF-beta1 during Langerhans cell differentiation and epidermal homeostasis. J. Exp. Med. 2012 Vol. 209 No. 11 2033-2047. DOI 10.1084/jem.20120493
