Hinweis auf Immun-Funktion eines paradoxen Zellproteins gefunden

(18.08.2012) Sogenannte Entkopplerproteine kommen in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien vor und sorgen dafür, dass dort unter bestimmten Umständen nicht der Körpertreibstoff ATP, sondern reine Wärme produziert wird.

Das ist beispielsweise dann wichtig, wenn ein Tier Winterschlaf hält und Wärme produzieren muss, ohne seine Muskeln zu bewegen.


Univ.Prof. Dr. Elena Pohl

Jedoch haben auch Nicht-Winterschläfer diese Proteine in ihrem Körper. Es gibt mehrere Entkopplerproteine, von denen für eines, das so genannte UCP2, bisher noch gar keine gesicherte Funktion bekannt ist.

Elena Pohl und ihre Kollegen von der Vetmeduni Vienna zeigen jetzt, dass UCP2 hauptsächlich in Zellen des Immunsystems vorkommt und offenbar eine Rolle bei der Immunantwort spielt. Diese aufsehenerregenden Ergebnisse wurden soeben in der Online-Zeitschrift PLoS ONE veröffentlicht.

Mitochondrien erzeugen durch Aufspaltung von Nährstoffen wie Zucker mit der Hilfe von Protonen (das sind positiv geladene Wasserstoff-Ionen) ATP, den Treibstoff für die energieverbrauchenden Aufgaben der Zelle.

In den Mitochondrien ein Protein zu entdecken, das nur für die Produktion von Wärme sorgt, war zur Zeit seiner Entdeckung im Jahr 1973 völlig unerwartet.

Dieses Protein, das sogenannte Thermogenin, ist jedoch nur eines aus einer Familie von Entkopplerproteinen. Das in UCP1 umbenannte Protein sorgt beispielsweise bei Winterschläfern oder bei neugeborenen Babys für eine konstante Körpertemperatur.

Rätselhaftes Protein

Was die anderen Mitglieder der Familie der Entkopplerproteine tun, war bisher kaum bekannt. Besonders rätselhaft erscheint UCP2.

Wichtige Hinweise auf seine Funktion liefern jetzt Anne Rupprecht und ihre Kollegen von der Abteilung für Physiologie und Biophysik der Veterinärmedizinischen Universität Wien (Vetmeduni Vienna).

Gemeinsam mit Partnern in Deutschland und Schweden untersuchte das Wiener Forschungsteam, wie UCP2 in Zellen von Mäusen verteilt ist. Ihre Ergebnisse zeigen klar, dass UCP2 hauptsächlich in Immunzellen vorkommt und nicht, wie bisher vermutet, in Nervenzellen.

Deutlicher Anstieg in Immunzellen

Die Forschenden testeten ihre Vermutung, dass UCP2 in das Immungeschehen eingebunden ist, indem sie untersuchten, wie sich das Vorkommen des Proteins ändert, wenn sie T-Zellen zu Aktivität anregen. Dabei stieg die Konzentration von UCP2 tatsächlich an.

Parallel dazu stieg auch die Konzentration anderer Proteine an, die bekanntermaßen mit der Aktivität der T-Zellen in Verbindung stehen. Interessanterweise stieg die UCP2-Konzentration nach weiterer Stimulation der T-Zellen sieben und auch vierzehn Tagen später erneut an, obwohl die Konzentration der anderen Proteine in der Zelle gleich blieb.

Wichtig für Zellstoffwechsel?

Spannend wie naheliegend wäre jetzt, darüber zu spekulieren, ob der Anstieg von UCP2 irgendwie mit der Funktion des Immunsystems zu tun hat.

Doch Physiologin Elena Pohl relativiert umgehend: „Anne hat in ihrer Studie gezeigt, dass UCP2 erst Stunden nach der Aktivierung der T-Zellen anzusteigen beginnt, während die T-Zell-Aktivierung schon viel früher stattfindet.

UCP2 kommt also zu spät, um eine direkte Rolle in der Aktivierung der T-Zellen spielen zu können. Der Anstieg von UCP2 muss daher in Verbindung mit dem Stoffwechsel der sich teilenden T-Zellen stehen.

Galoppierende Zellteilungen bremsen

„Diese Ergebnisse passen auch dazu, dass wir UCP2 nicht in Nervenzellen gefunden haben. Denn die teilen sich ja auch nicht mehr.“, freut sich Pohl über die Ergebnisse aus ihrem Team.

Die Erkenntnis, dass UCP2 vorwiegend in sich rasch teilenden Zellen auftritt, ist ein  wichtiger Hinweis zur Entwicklung von Therapien gegen Erkrankungen des Immunsystems, neurodegenerative Krankheiten und Krebs.

Der Artikel “Quantification of Uncoupling protein 2 reveals its main expression in immune cells and selective up-regulation during T-cell proliferation” von Anne Rupprecht, Anja U. Bräuer, Alina Smorodchenko, Justus Goyn, Karolina E. Hilse, Irina Shabalina, Carmen Infante-Duarte und Elena E. Pohl wurde soeben in der Online-Zeitschrift „PLoS ONE“ veröffentlicht.

Der wissenschaftliche Artikel im Volltext online (Open Access):
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0041406




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