Virtuelle Plattform zur Beobachtung der T-Zelle

  • ©Universität Freiburg

Unser Immunsystem verfügt über sogenannte T-Zellen , die dann in Kraft treten, wenn Fremdkörper abgewehrt werden müssen. Der T-Zell-Rezeptor erkennt Eindringlinge wie Impfstoffe, Allergene, Bakterien oder Viren und löst eine intrazelluläre Signalketten aus. Dadurch werden Signalproteine aktiviert, die andere Zellen im Immunsystem dazu veranlassen im Netzwerk des Körpers schließlich Zellteilung, Wachstum oder Ausschüttungen von Botenstoffen auslösen. Mit dieser Zusammenarbeit gelingt es dem Immunsystem unseren Körper gesund zu halten. Meisten jedenfalls, denn nicht immer funktioniert das Netzwerk – schädliche Zellen, wie die Krebszellen bleiben unangetastet oder es werden, bei den Autoimmunerkrankungen, die eigenen, gesunden Zellen angegriffen.

Das von der Europäischen Union geförderte Projekt SYBILLA, „Systems Biology of T-cell Activation in Health and Disease” arbeitet seit 2008 daran, die T-Zelle als System zu verstehen. Im Rahmen dieses Projektes wurde auch die Online-Plattform zur Beobachtung der T-Zelle von Dr. Utz-Uwe Haus und Prof. Dr. Robert Weismantel vom Department für Mathematik, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, in Zusammenarbeit mit Dr. Jonathan Lindquist und Prof. Dr. Burkhart Schraven vom Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Universität Magdeburg und dem Helmholtz-Center for Infection Research in Braunschweig entwickelt.

Diese Plattform ermöglicht es Forschern, sich durch das Signalwerk der T-Zelle zu klicken, zwölf Rezeptoren anschalten, die Signale auf der Oberfläche von anderen Zellen erkennen oder Botenstoffe binden. Ein komplexes mathematisches Modell berechnet das Verhalten des Netzwerks. Das Ergebnis ist eine Kombination der Aktivität von 52 Proteinen, die vorhersagen, was mit der Zelle passieren wird: Sie verändern das Ablesen der DNA und somit das, was die Zelle produziert. Auf der Platform sind die Proteine detailliert beschrieben, ebenso ihre Wechselwirkung mit anderen Proteinen. Jede Beschreibung ist mit Publikationen belegt, die Forscher können aber auch selber Signalproteine hinzufügen.

Diese „Virtuelle T-Zelle“ ermöglicht es Wissenschaftlern Signale in der Zelle künstlich an- und abzuschalten und Wirkstoffe auszutesten. Sie können die Abwehrvorgänge des Körpers simulieren. Durch die genaue Aufzeichnung erkennt man, wie die Proteine auf bestimmte Wirkstoffe reagieren und kann so Angriffspunkte für die Behandlung von Krebs, Autoimmunerkrankungen und Infektionskrankheiten finden.

Die Plattform findet man unter : www.sybilla-t-cell.de




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