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Die Behandlung mit einem neuen Morbus Crohn könnte aus der Entdeckung eines "Bodyguard-Proteins" resultieren
Die genaue Ursache des Morbus Crohn - eine Erkrankung, die eine Entzündung des Darms verursacht - ist unbekannt. Die Wissenschaftler sind sich jedoch einig, dass bestimmte Genvarianten mit einer abnormalen Immunreaktion einhergehen, die durch etwas in der Umwelt ausgelöst wird. Nun untersucht eine neue Studie von zwei Forschern einen der genetischen Faktoren, nämlich wie ein Bodyguard-Protein zur Stabilisierung eines Proteins beiträgt, von dem bekannt ist, dass es mit Morbus Crohn in Verbindung steht.
Catherine Leimkuhler Grimes, Assistenzprofessorin für Chemie und Biochemie, und Vishnu Mohanan, Doktorand in Biowissenschaften, beide an der University of Delaware, schreiben über ihre Ergebnisse in der Zeitschrift für Biologische Chemie.
Unser Darm beherbergt mehr als eine Billion Bakterien, ohne die wir unsere Nahrung nicht verdauen und in Proteine, Vitamine, Mineralien und andere essenzielle Nährstoffe, die unsere Zellen benötigen, umwandeln könnten.
Gleichzeitig hat unser Immunsystem die komplexe Aufgabe, uns vor Krankheitserregern - fremden Schadorganismen - zu schützen, die durch die freundliche Darmflora noch schwieriger werden.
Immunsystem beruht auf Rezeptoren, um freundliche von unfreundlichen Bakterien zu unterscheiden
Um zwischen freundlichen und unfreundlichen Mikroben zu unterscheiden, stützt sich das Immunsystem auf eine komplexe Anordnung von Rezeptoren oder spezialisierten Proteinen, die Muster erkennen können, die für Bakterien einzigartig sind, wie z. B. kleine Teile ihrer Zellwand. Die Rezeptoren binden an die Fragmente und senden ein Signal an andere Teile des Immunsystems, um den entsprechenden Erreger zu sammeln und zu eliminieren, oder wenn das Fragment einer befreundeten Mikrobe gehört, um dann zu helfen, ihr Wachstum zu kontrollieren.
Mehr als 58 Varianten von NOD2 wurden mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht - 80% von ihnen mit Morbus Crohn.
Aber etwas schief geht, wenn eines oder mehrere dieser spezialisierten bakterienerkennenden Proteine ??eine Fehlfunktion oder Mutation zeigen. Zum Beispiel kann es das falsche Signal senden oder gar kein Signal senden oder nicht richtig binden, wodurch das Immunsystem befreundete Bakterien angreift. Es gibt Spekulationen, dass solche Störungen des Immunsystems zu chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie Morbus Crohn führen.
Einer der bakteriensensitiven Rezeptoren, das Protein NOD2 - kurz für die Nukleotid-bindende Oligomerisierungsdomäne, die Protein 2 enthält - ist den Forschern bereits bekannt. Mehr als 58 Varianten von NOD2 wurden mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht - 80% von ihnen mit Morbus Crohn.
Während sie den NOD2-Signalmechanismus untersuchten und wie er zusammenbricht, stieß das Team auf ein anderes Protein, das HSP70 - Hitzeschock-Protein 70 - ein Chaperon-Protein, das Proteinen hilft, sich in korrekte dreidimensionale Formen zu falten.
Die Erhöhung der Expression des Bodyguard-Proteins hält das bakteriensensitive Protein stabil
Prof. Grimes sagt, dass sie gefunden haben, wenn sie die Expression von HSP70 erhöhten, konnten mutierte Versionen von NOD2, die bei Morbus Crohn gefunden wurden, bakterielle Zellwandfragmente abtasten und die richtigen Signale an das Immunsystem senden. Sie hatten im Wesentlichen eine Reparatur für Mutant NOD2 gefunden, jetzt mussten sie nur herausfinden, wie das Update funktionierte.
Weitere Experimente zeigten, dass HSP70 als Bodyguard für das Rezeptorprotein fungiert und es stabilisiert. Das Chaperonmolekül "erhöht die Aktivität von NOD2 und erhöht seine Halbwertszeit", bemerken sie.
"Im Grunde behält HSP70 das Protein bei - es überwache und schützt NOD2 und verhindert, dass es in den zellulären Mülleimer gelangt", erklärt Prof. Grimes.
Bisher hat das Team nur Tests mit menschlichen Zelllinien durchgeführt. Sie planen nun, menschliches Gewebe durch eine Zusammenarbeit mit Nemours / A.I zu untersuchen. duPont Krankenhaus für Kinder, um herauszufinden, ob NOD2-Spiegel durch unterschiedliche Expression von HSP70 kontrolliert werden können.
Sie wollen auch herausfinden, ob mutiertes NOD2 zu einer verstärkten Entzündung führt und wie die zugrunde liegende Signalübertragung funktioniert.
Die Raten von Morbus Crohn nehmen weltweit zu. In den USA gibt es laut Crohn's und Colitis Foundation of America rund 700.000 Menschen mit Morbus Crohn. Die Krankheit betrifft Männer und Frauen gleichermaßen, und obwohl sie in jedem Alter auftreten kann, ist sie bei jungen Menschen zwischen 15 und 35 Jahren häufiger.
Die Forscher sagen, dass das Identifizieren von Proteinen, die mit NOD2 interagieren und dazu beitragen, NOD2 zu stabilisieren, ein wichtiger erster Schritt ist, um neue Behandlungen für Morbus Crohn zu finden.
Ein Zuschuss von den National Institutes of Health half, die Studie zu finanzieren.
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