Forscher entschlüsseln Mechanismus: Wie ein Protein tödliche Entzündungen auslöst
Tim Weber
Forscher entschlüsseln Mechanismus: Wie ein Protein tödliche Entzündungen auslöst
Ein internationales Forschungsteam hat aufgeklärt, wie ein zentrales Protein Entzündungen auslöst, indem es Poren in Zellmembranen bildet. Die Studie unter Leitung des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn konzentrierte sich auf Gasdermin D (GSDMD), ein Molekül, das für Entzündungsreaktionen von entscheidender Bedeutung ist. Mithilfe spezieller Nanokörper kartierten die Wissenschaftler:innen die genauen Schritte der Porenbildung – ein Durchbruch, der neue Behandlungsansätze für Krankheiten wie Sepsis oder autoinflammatorische Erkrankungen eröffnen könnte.
GSDMD wird aktiv, sobald ein blockierendes Segment entfernt wird, wodurch sich seine N-terminale Domäne in die Zellmembran einlagern kann. Dort verbindet sie sich mit weiteren Domänen und bildet große Poren – ein Prozess, der als Oligomerisierung bezeichnet wird. Diese Poren lösen anschließend den Zelltod und die Entzündungsreaktion aus, bekannt als Pyroptose.
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Das Forschungsteam identifizierte sechs Nanokörper, die gezielt an GSDMD binden. Zwei davon wurden in menschliche Makrophagen eingebracht, wo sie die Oligomerisierung erfolgreich blockierten. Bemerkenswerterweise blieben die Nanokörper selbst dann wirksam, wenn sie von außen als gereinigte Proteine zugeführt wurden, und verhinderten so den Zelltod.
An dem Projekt waren neben dem UKB und der Universität Bonn auch das Walter and Eliza Hall Institute for Medical Research in Australien sowie das Whitehead Institute for Biomedical Research in den USA beteiligt. Die Finanzierung erfolgte durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), darunter Fördermittel aus dem Exzellenzcluster ImmunoSensation2 der Universität Bonn, der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe von Professor Florian Schmidt am UKB sowie dem Sonderforschungsbereich (SFB) 1403.
Die Ergebnisse liefern einen detaillierten Mechanismus, wie GSDMD-Poren entstehen und wie Nanokörper diesen Prozess unterbrechen können. Die Arbeit bildet die Grundlage für die Entwicklung gezielter Therapien bei Erkrankungen, die durch übermäßige Porenbildung angetrieben werden. Weitere Studien sollen die klinische Anwendung bei Sepsis, autoinflammatorischen Erkrankungen und verwandten Störungen untersuchen.
