Ein Zucker bestimmt, wie Antikörper im Immunsystem wirken
Antikörper sind Y-förmig gebaute Moleküle. Zuckerstrukturen (rot), die an das Antikörperprotein gekoppelt sind, spielen eine wichtige Rolle für die Funktion von Antikörpern. Das Vorhandensein von Sialinsäure an dem Zucker führt dazu, dass Antikörper weniger stark ihre Zielzellen angreifen und zerstören. (Bild: UZH)
Zürich – Antikörper schützen vor Krankheiten – können jedoch bei Fehlreaktionen auch den eigenen Organismus schädigen. Forscher der Universität Zürich haben nun herausgefunden, dass ein bestimmter Zucker im Antikörper entscheidet, ob eine körpereigene Zelle zerstört wird oder nicht. Aus dieser Erkenntnis könnten sich neue Behandlungsmöglichkeiten für Patientinnen und Patienten mit Autoimmunerkrankungen ergeben.
Das Immunsystem ist unser biologischer Abwehrschild. Antikörper schützen den Organismus vor eingedrungenen Krankheitserregern wie etwa Viren oder Bakterien. Bei einigen Autoimmunerkrankungen ist dieses Abwehrverhalten jedoch fehlgeleitet: Die Antikörper richten sich nicht nur gegen fremde Substanzen, sondern greifen auch körpereigene Zellen an. Nachdem die Antiköper Zellstrukturen an der Zelloberfläche gebunden haben, können diese spezifische Proteine, sogenannte Komplementfaktoren, aktivieren, die zur Schädigung der Zellmembran und damit zum Tod der Zelle führen.
Sialinsäure schützt vor körpereigenem Zelltod
Forschende unter der Leitung von Prof. Jan Lünemann vom Institut für Experimentelle Immunologie der Universität Zürich haben nun in einer Studie herausgefunden, dass eine bestimmte Zuckerstruktur im Antikörper eine entscheidende Rolle bei der durch Komplementfaktoren vermittelten Vernichtung des körpereigenen Gewebes spielt. Antikörper bestehen aus Protein und angekoppelten Zuckergruppen. In früheren Studien zeigte sich, dass im Immunsystem von Patienten mit Autoimmunerkrankungen Antikörper mit der Zuckerstruktur Sialinsäure seltener nachzuweisen sind als bei Gesunden.
«Tatsächlich konnten wir beobachten, dass es Patienten mit einer Autoimmunerkrankung gesundheitlich besser geht, je mehr Sialinsäure-tragende Antikörper sie im Blut haben», berichtet Isaak Quast, Doktorand in der Gruppe von Jan Lünemann und Hauptautor der Studie. Im Labor wurden unterschiedliche Varianten von Antikörper-gekoppelten Zuckerstrukturen hergestellt. «Wir konnten aufzeigen, dass Antikörper, die den Zucker Sialinsäure in sich tragen, nur sehr eingeschränkt körpereigene Zellen vernichten. Unsere Daten weisen darauf hin, dass die Kopplung von Sialinsäure an Antikörper eine mögliche Strategie in der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Autoimmunerkrankungen sein könnte», fasst Jan Lünemann zusammen.
«Tatsächlich konnten wir beobachten, dass es Patienten mit einer Autoimmunerkrankung gesundheitlich besser geht, je mehr Sialinsäure-tragende Antikörper sie im Blut haben», berichtet Isaak Quast, Doktorand in der Gruppe von Jan Lünemann und Hauptautor der Studie. Im Labor wurden unterschiedliche Varianten von Antikörper-gekoppelten Zuckerstrukturen hergestellt. «Wir konnten aufzeigen, dass Antikörper, die den Zucker Sialinsäure in sich tragen, nur sehr eingeschränkt körpereigene Zellen vernichten. Unsere Daten weisen darauf hin, dass die Kopplung von Sialinsäure an Antikörper eine mögliche Strategie in der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Autoimmunerkrankungen sein könnte», fasst Jan Lünemann zusammen.
Literatur
Isaak Quast et al.. Sialylation of lgG Fc domain impairs complement-dependent cytotoxicity. The Journal of Clinical Investigation, 2015, October 5. Doi: 10.1172/JCI82695
