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Weniger ist besser, schlechter ist mehr

31.12.2014

B-Zellen sind für die Produktion von Antikörpern zur Bekämpfung von Viren und Bakterien zuständig und die einzigen Körperzellen, die selbst aktiv ihre DNA mutieren, um neue Antikörper zu erfinden. Ein mathematisches Modell entlarvte nun den bisher einzigen Mechanismus, der zugleich Quantität als auch Qualität der Antikörper stärkt.

Neue Antikörper werden von B-Zellen in den Lymphknoten in sogenannten Keimzentren des Körpers hergestellt. In den Keimzentren durchlaufen diese B-Zellen vorher einen Auswahlprozess. Die Immunzellen vermehren sich, mutieren und verändern dabei ihre Antikörper. Am Ende des Optimierungs-Kreislaufs von Mutation und Selektion stehen im Idealfall Antikörper, die Antigene optimal binden und möglichst effektiv neutralisieren.

„Die B-Zellen durchlaufen einen Evolutionsprozess, um sich immer weiter zu verbessern“, sagt Prof. Michael Meyer-Hermann, Leiter der Abteilung „System-Immunologie“ am HZI (Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung).

Bei dem Selektionsprozess durchlaufen die B-Zellen eine Reihe von Auswahlverfahren. Jedes dieser Verfahren kann man verstärken oder abschwächen. „Die Wirkung kann man intuitiv verstehen: Wenn man den Selektionsdruck verstärkt, führt dies zu weniger Antikörpern, aber dafür sind diese von sehr guter Qualität. Schwächt man den Selektionsdruck ab, ist es umgekehrt, man erhält mehr Antikörper von schlechterer Qualität.“ sagt Meyer-Hermann. Sowohl Masse als auch Klasse mit einem Verfahren zu produzieren, ist der evolutionäre Idealfall. Bisher ging man davon aus, dass es diesen so nicht gibt.

In einem mathematischen Modell simulierte Meyer-Hermann die verschiedenen evolutionären Prozesse, die die B-Zellen während der Antikörperproduktion durchlaufen. Die Wissenschaftler wollten damit herausfinden, inwiefern sich die einzelnen Verfahren positiv auf die Selektion auswirken. „Tatsächlich konnten wir zeigen, dass von den drei untersuchten Regulationsprinzipien eines eine rein positive Wirkung aufweist“, sagt Meyer-Hermann.

Als nächstes müssten nun Immunologen den zugrunde liegenden Mechanismus mit Hilfe von Experimenten aufspüren und verstehen.

„Sollte das gelingen, könnte man die Antikörperproduktion mit individuell angepassten Medikamenten gezielt steuern und so die Wirkkraft der körpereigenen Immunabwehr je nach medizinischer Notwendigkeit entweder unterstützen oder unterdrücken“, sagt Meyer-Hermann.

 

Quellen:

Michael Meyer-Hermann et al.; The Journal of Immunology; 2014
Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

 

 

 

 

BIIB-GER-0647