(Science Photo Library, Steve Gschmeissner/Brand X Pictures/Getty Images) Die Stellenbeschreibung für ein rotes Blutkörperchen gilt nicht als übermäßig kompliziert. Sauerstoff aufnehmen, Sauerstoff abgeben. Waschen, spülen, wiederholen. Aber wenn es darum geht, den Körper vor Infektionen zu schützen, sind es ihre Schwestern in den weißen Blutkörperchen, denen wir alle Ehre machen.
Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der University of Pennsylvania in den USA hat jedoch bestätigt, dass rote Blutkörperchen auch bei Entzündungen eine entscheidende Rolle spielen, die über Leben und Tod entscheiden könnte.
Schon damals Mitte des letzten Jahrhunderts Wissenschaftler hatten den Verdacht, dass rote Blutkörperchen eine Rolle bei der Abwehr von Eindringlingen spielten. In den 1990er Jahren waren es Forscher Rezeptoren aufdecken auf rote Blutkörperchen, die auf entzündungsfördernde Botenstoffe, sogenannte Zytokine, reagierten.
Alles deutete darauf hin, dass etwas im Gange war. Hinzu kam der unerklärliche Verlust von Blutzellen – Anämie –, der oft mit einer Sepsis einhergeht.
„Eine akute entzündliche Anämie tritt häufig früh nach einer Infektion auf, beispielsweise durch parasitäre Infektionen, die sie verursachen Malaria ,' sagt Der Lungenarzt Nilam Mangalmurti, der leitende Autor der jüngsten Untersuchung.
„Lange Zeit wussten wir nicht, warum Menschen, wenn sie an einer Sepsis, einem Trauma oder anderen Erkrankungen lebensgefährlich erkrankt sind, COVID 19 , eine bakterielle Infektion oder eine Parasiteninfektion, eine akute Anämie entwickeln.'
Noch vor ein paar Jahren Mangalmurti und ihr Team zeigten, wie rote Blutkörperchen die frei schwebenden Reste mitochondrialer DNA, die aus verletztem Gewebe ausgetreten sind, abfangen und so eine Reaktion auslösen können, die dabei hilft, Entzündungsreaktionen in der Lunge zu regulieren.
Aber es fehlten Teile des Puzzles. Wie verwandelt ein DNA-Fragment aus unserem eigenen Körper eine Sauerstoff transportierende Zelle in eine Maschine zur Infektionsbekämpfung? Und warum verschwinden sie?
Ein wichtiger Schlüssel könnte in dem Protein liegen, das an der DNA haftet. Angerufen Toll-like-Rezeptoren (TLR) kommen sie normalerweise auf Wächtern wie den mikrobenfressenden Makrophagen vor, wo sie auf die kurzen Sequenzen als Zeichen dafür reagieren, dass der Körper angegriffen wird.
Erste Tests an Menschen- und Schimpansenblut bestätigten, dass sie auch in roten Blutkörperchen vorhanden waren. Dank ihrer aktuellen Analyse von Blutproben von Sepsis- und COVID-19-Patienten wissen die Forscher nun, dass die Anzahl der Rezeptoren, insbesondere TLR9, bei Infektionen zunimmt.
Der TLR9-Rezeptor nimmt die freigesetzten DNA-Stücke bereitwillig auf, von denen einige Sequenzen enthalten, die denen in vielen anderen eine unheimliche Ähnlichkeit aufweisen Virus und bakterielle Nukleinsäuresegmente.
Unter sorgfältig kontrollierten Laborbedingungen sahen diese DNA-gesteuerten roten Blutkörperchen erschreckend abnormal aus: Ihre typisch konkave „Donut“-Form war verzogen.
Diese Veränderung der Morphologie ist ein Anzeichen für Sepsis. Daher war es ein klares Zeichen, dass das Team auf dem richtigen Weg war, sie unter diesen Laborbedingungen so offensichtlich zu sehen.
In kürzester Zeit begannen die missgebildeten roten Blutkörperchen zu verschwinden und wurden von Makrophagen verschluckt. Die Verschlingung wiederum löste eine Kettenreaktion von Entzündungsbotenstoffen aus, die das Immunsystem effektiv zum schnellen Handeln veranlassen würde.
Tests an mit Parasiten infizierten Mäusen bestätigten, was sie außerhalb des Körpers sahen. Tatsächlich war die mitochondriale DNA in den roten Blutkörperchen der Mäuse im Vergleich zu denen von nicht infizierten Tieren erhöht.
Das Auslösen von Entzündungen in Körperteilen, die sonst keiner Infektionsgefahr ausgesetzt sind, kann eine schlechte Nachricht sein, insbesondere bei Menschen mit Autoimmunerkrankungen. Daher wäre es äußerst hilfreich, Wege zu finden, um zu verhindern, dass rote Blutkörperchen auf das Vorhandensein frei schwebender mitochondrialer DNA überreagieren.
Es würde auch Menschen Leben retten, bei denen das Risiko einer akuten Anämie besteht.
„Im Moment, wenn Patienten auf der Intensivstation [Intensivstation] anämisch werden, was bei fast allen unserer kritisch kranken Patienten der Fall ist, besteht der Standard darin, ihnen Bluttransfusionen zu verabreichen, was seit langem bekanntermaßen mit einer Vielzahl von Problemen einhergeht, darunter auch akute.“ Lungenverletzung und erhöhtes Sterberisiko“, sagt Mangalmurti installieren.
„Da wir nun mehr über den Mechanismus der Anämie wissen, können wir nach neuen Therapien zur Behandlung der akuten entzündlichen Anämie ohne Transfusionen suchen, beispielsweise durch die Blockierung von TLR9 auf den roten Blutkörperchen.“
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche translationale Medizin .