Regulierung des Eisen-Spiegels zur Infektabwehr

Proteine sind für die Regulierung der Eisen-Konzentration innerhalb der Zelle zuständig. Dieser Mechanismus hat Auswirkungen auf die Abwehr von Infekten, wie Wissenschaftler der Universität Heidelberg herausgefunden haben. Die Proteine kontrollieren den Eisenhaushalt nicht nur, sie schützen die Zellen auch vor einem Verlust des Spurenelements. Da auch Krankheitserreger zur Vermehrung Eisen benötigen, wird diesen so die Überlebensgrundlage entzogen. Die Forscher haben dieses Phänomen genauer untersucht.

Das System, dass der Körper zur Verteidigung des Eisens bildet, bezeichnen die Wissenschaftler als IRP/IRE (iron regulatory proteine/iron responsive element). „Eindringenden Mikroorganismen das lebenswichtige Eisen vorzuenthalten, gehört zur angeborenen Verteidigungsstrategie des Körpers gegen Krankheitserreger“, so Bruno Galy, einer der Autoren der Studie, der bis vor kurzem am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg geforscht hat und nun eine Nachwuchsgruppe am Deutschen Krebsforschungszentrum leitet.

Für die Studie wurden Mäuse mit funktionierendem und defektem Eisen-Kontrollsystem untersucht. Die Forscher schalteten das IRP/IRE-System in den Makrophagen der zweiten Gruppe aus. Anschließend wurden die Tiere mit Salmonellen konfrontiert. Ohne Infektion ging es den Mäusen gut. Sobald sie mit den Erregern in Kontakt traten, starben sie. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass die Regulierung des Eisenhaushalts überlebenswichtig für die Makrophagen ist.

Warum genau dies so ist, verstehen die Forscher bisher nicht im Detail. Eine Theorie besagt, dass die IR-Proteine den Makrophagen bei der Produktion des Eiweißes Lipocalin 2 helfen. Dieses blockiert die Eisenaufnahme in den Bakterien. Eine andere Möglichkeit ist, dass das System die Produktion des Proteins Ferritin verhindert. Dieses dient der Zelle als Eisenspeicher.

„Wir zeigen hier, dass zwei wichtige Körpersysteme, die bislang isoliert betrachtet wurden, funktionell zusammenspielen: das angeborene Immunsystem und der Eisenstoffwechsel“, meint Matthias Hentze, Ko-Autor der Studie und Direktor des EMBL. Ob das IRP/IRE-System auch im Zusammenhang mit anderen Bakterien, Pilzen oder Viren eine Rolle spielt, will das Forscherteam um Galy nun noch herausfinden. Auch der Einfluss des Systems auf Entzündungen soll untersucht werden.