Münster (mfm/jg) - Der menschliche Körper ist eines der komplexesten Kommunikationssysteme überhaupt – und die Wissenschaft erkennt immer besser, wie es funktioniert: Forschende der Universität Münster und der Ruhr-Universität Bochum konnten jetzt erstmals in Echtzeit zeigen, dass körpereigene Abwehrzellen mit Katecholaminen, also Botenstoffen wie Dopamin und Adrenalin, über dieselben chemischen Signale kommunizieren wie Nervenzellen. Diese Entdeckung eröffnet ein neues Verständnis davon, wie das Immunsystem reguliert wird. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Advanced Science“ erschienen.

Neutrophile Granulozyten sind die häufigsten weißen Blutkörperchen des Menschen und erste „Verteidigungslinie“ bei Infektionen. Das Forschungsteam um Prof. Luise Erpenbeck aus Münster und Prof. Sebastian Kruss aus Bochum hat nachgewiesen, dass diese Immunzellen dieselbe molekulare Maschinerie wie Nervenzellen besitzen: Sie nehmen die Katecholamine auf, speichern sie in Vesikeln – also in kleinen, membranumschlossenen Bläschen – und setzen sie bei Entzündungsreizen gezielt frei – ganz ähnlich wie Neuronen. „Wir waren überrascht zu sehen, wie ähnlich sich Neutrophile und Neuronen in ihrer Fähigkeit sind, Neurotransmitter zu handhaben“, erklärt Erpenbeck.

Die Beobachtung in Echtzeit haben fluoreszente Kohlenstoffnanoröhren-Sensoren (SWCNT) ermöglicht: Das sind winzige Detektoren, die empfindlich auf Katecholamine reagieren und es erstmals erlaubten, deren Freisetzung aus einzelnen lebenden Zellen „live“ im Mikroskop zu verfolgen. Als Auslöser erwiesen sich Entzündungssignale, darunter Serotonin sowie bakterielle Bestandteile. „Bisher fehlten uns schlichtweg die Methoden, um solche Vorgänge in lebenden Immunzellen direkt sichtbar zu machen“, so Kruss. „Was wir durch die Nanosensoren nun beobachtet haben, verändert unser Bild von diesen Zellen grundlegend.“

Die freigesetzten Katecholamine wirken direkt auf die Immunantwort. Sie bremsen eine überschießende Abwehrreaktion der Neutrophilen und fördern gleichzeitig die Blutgerinnung – eine direkte Verbindung zwischen Immun- und Gefäßsystem. Messungen der Genaktivität an gesunden Probanden, bei denen experimentell eine Entzündung ausgelöst wurde, bestätigen: Nicht nur unter In-vitro-Bedingungen, sondern auch im menschlichen Körper passen Neutrophile während einer Entzündungsreaktion ihre Katecholamin-Rezeptoren sowie ihr Synthese- und Abbauprogramm koordiniert an. „Das ist ein Zeichen, dass dieser Mechanismus in der menschlichen Entzündungsreaktion eine relevante Rolle spielt“, sind sich Erpenbeck und Kruss einig. „Dass Neutrophile über Neurotransmitter kommunizieren, verändert somit auch unseren Blick auf die Prozesse bei einer Entzündung“.

PubMed-Link zur Studie