Bereich: Grundlagenforschung Infektiologie

Dr. Jacques Schrenzel Genf

Schrenzel J, Serrander L, Banfi B, Nüsse O, Fouyouzi R, Lew DP, Demaurex N, Krause KH (1998)
Electron currents generated by the human phagocyte NADPH oxidase
Nature 392: 734-7

Die weissen Blutzellen (=Granulozyten) bilden die vorderste Verteidigungslinie unseres Organismus. Sie spielen eine wesentliche Rolle bei der Zerstörung der Mikroben (=Bakterien, Pilze und Parasiten), die uns umgeben und eine ständige Bedrohung für unseren Organismus darstellen. Hierzu produzieren die weissen Blutzellen Superoxid, eine Substanz, die verschiedene toxische Stoffe hervorbringt, darunter Eau de Javel (=Hypochlorit). Diese chemischen Substanzen sind für die Zerstörung der Mikroben von wesentlicher Bedeutung.

Wie wird dieses Superoxid produziert? Genau diese Frage war Thema einer Arbeit, die von einer Forschergruppe aus der Abteilung für Infektionskrankheiten der Universitätsklinik Genf (J. Schrenzel, L. Serrander, B. Banfi, O. Nuesse, R. Pouyouzi, D.P. Lew, N. Dermaurex und K.-H. Krause: Electron currents generated by the human phagocyte NADPH oxidase. Nature 1998. 392: 734-737) veröffentlicht wurde.

Es handelt sich um einen Elektronenstrom, der von dem Enzym NADPH-Oxidase hervorgebracht wird und, nachdem er die Zellmembran durchdrungen hat, den extrazellulären Sauerstoff in Superoxid umwandelt (=reduziert). Bisher war diese Art von Strom in den Zellen höherer Organismen unbekannt und er hat nichts mit den Ionenströmen gemeinsam, die für eine gute Funktion der Nerven- oder Herzzellen entscheidend sind. Hingegen ähnelt er dem Strom, der eine gewöhnliche Glühbirne speist... allerdings 10 Milliarden mal schwächer!

Die Entdeckung dieses Stroms ist von grosser klinischer Bedeutung. Die Autoren haben bei ihren Versuchen beobachtet, dass die weissen Blutzellen bei Kontakt mit bakteriellen Produkten (=formylierten Peptiden) Elektronenströme hervorbrachten. Hingegen fehlten solche Ströme systematisch bei weissen Blutzellen, die von Patienten mit schwerer Immunschwäche stammten und machten diese sehr infektionsanfällig (chronische Granulomatose). Diese Versuche beweisen somit die entscheidende Rolle des Elektronenstroms bei der Infektionsabwehr.

Andererseits haben die Autoren festgestellt, dass nach Hinzufügen eines kanzerogenen Wirkstoffs (=Krotonöl) die weissen Blutzellen ebenfalls Elektronenströme produzieren. Somit könnte die unangemessene Aktivierung dieser Ströme durch bestimmte Wirkstoffe nicht nur an der Entwicklung so unterschiedlicher Krankheiten wie Krebs und Autoimmunerkrankungen teilhaben, sondern auch zur Alterung des Gehirns sowie zur Alzheimer-Krankheit beitragen.

Die Entdeckung dieses Elektronenstroms fördert einen grundlegenden Mechanismus der Infektionsabwehr zutage und ermöglicht ein besseres Verständnis der Funktion des Enzyms, das bei der Entstehung dieses Stroms eine Rolle spielt. Schliesslich können neue pharmakologische Ansätze in Betracht gezogen werden, insbesondere hinsichtlich einer Kontrolle der unangemessenen Aktivierung dieser Ströme.

Die Forschungsarbeit
Die menschlichen Granulozyten lösen Elektronenströme aus	7 Kb