Um uns vor Krankheiten zu schützen, nutzen unsere Immunzellen Proteine, um sich in schädliche Zellen einzuarbeiten und sie zu zerstören. Jetzt hat eine neue Studie erfasst, wie ein fleischfressender Pilz in einen ähnlichen Prozess eingreift und Parasiten abtötet. Forscher sagen, die Visualisierung dieses Prozesses bringt uns näher zu verstehen, wie es bei Menschen funktioniert, potenziell die Tür für neue Behandlungen für Autoimmunerkrankungen und andere Bedingungen zu öffnen.
Das Forschungsteam – unter der Leitung von Dr. Michelle Dunstone von der Monash University in Melbourne, Australien, und Prof. Helen Saibil vom Birbeck College in Großbritannien – veröffentlicht ihre Ergebnisse in der Zeitschrift.
Nach dem Hintergrund der Studie verwenden Tiere, Pflanzen, Pilze und Bakterien Proteine, um Löcher oder "Poren" in schädliche Zellen zu schlagen und sie zu töten.
"Diese Proteine sind in der Lage, in die Plasmamembranen von Zielzellen einzudringen und große Poren zu bilden, die die natürliche Trennung zwischen dem intrazellulären und extrazellulären Milieu kurzschließen, mit katastrophalen Folgen", erklären die Autoren.
Wie genau dies den Proteinen gelingt, ist jedoch unklar. In ihrer Studie begann das Team, den Lochungsprozess hinter einem Protein namens Pleurotolysin zu bestimmen, das in dem essbaren Austernpilz, auch bekannt als der.
Der Austernpilz wächst am häufigsten auf Bäumen und hilft bei der Zersetzung von Laubarten. Es ist ein fleischfressender Pilz; es ernährt sich von Parasiten namens Nematoden oder Spulwürmern.
Pilzprotein bei der Arbeit sichtbar machen "ein wichtiger Schritt vorwärts"
Mithilfe der Röntgenkristallographie und der Kryo-Elektronenmikroskopie konnten die Forscher die Art und Weise erfassen, wie sich Pleurotolysin durch Parasiten hindurchschiebt. Sie fanden heraus, dass das Protein sich wiederholt faltet und entfaltet, um Löcher in sein Ziel zu stanzen und es zu töten.
"Ich hätte nie geglaubt, dass ich diese Proteine in Aktion sehen könnte", sagt Dr. Dunstone. "Es ist ein erstaunlicher Mechanismus, und es ist auch erstaunlich, dass wir jetzt die Technologie haben, diese löchrigen Proteine bei der Arbeit zu sehen."
Das Video unten zeigt das Pleurotolysin-Protein in Aktion:
Indem die Forscher den Mechanismus hinter der Hold-Punch-Technik des Proteins aufdecken, geben sie ihnen den Boden, nach Möglichkeiten zu suchen, diesen Prozess zu blockieren oder ihn in Bereiche zu lenken, in denen er benötigt wird.
Das Team sagt, sie glauben, dass ein Protein, das im Menschen gefunden wird – Perforin genannt – sich genauso verhält wie Pleurotolysin, um seine Zielzelle zu töten, und wenn dies der Fall ist, könnte es neue Therapien oder Präventionsstrategien für eine Reihe von Krankheiten eröffnen.
Zum Beispiel sagen sie, dass die Technik verwendet werden könnte, um die Immunantwort bei Personen mit Autoimmunkrankheiten zu reduzieren oder um zu verhindern, dass Malaria die Leber infiziert.
Darüber hinaus könnte die Lochtechnik in der Landwirtschaft angewendet werden. Das Team sagt, es könnte in Pflanzen und Pflanzen verwendet werden, um Schädlinge abzuwehren, was den Bedarf an Pestiziden senken könnte.
Prof. Saibil sagt zu ihren Ergebnissen:
"Wir haben noch viel zu tun, bevor unsere Ideen die Klinik oder die Industrie erreichen, aber zu sehen, wie die Maschinen funktionieren, ist ein wichtiger Schritt vorwärts."
