Antimicrobial peptides and the innate immune system

Moderne mehrzellige Organismen sind ständig einer Vielzahl potenziell pathogener Mikroorganismen ausgesetzt. Im Laufe der Evolution haben sich daher zahlreiche Mechanismen entwickelt, mit denen eindringende Krankheitserreger erkannt, abgewehrt und eliminiert werden können.

Immunologen, die die biologischen Reaktionen auf Infektionen untersuchen, unterteilen die Immunabwehr im Allgemeinen in zwei unterschiedliche, aber eng zusammenarbeitende Systeme: die angeborene und die adaptive Immunität.

Adaptive Immunität: eine hochspezifische Reaktion auf Infektionen

Die adaptive Immunantwort gehört zu den am intensivsten untersuchten Mechanismen des Immunsystems. Die adaptive oder erworbene Immunität, die bei den meisten Wirbeltieren vorkommt, umfasst:

• Die Erkennung und Unterscheidung spezifischer körperfremder („non-self“) Strukturen von körpereigenen Bestandteilen.
• Die Entwicklung einer hochspezifischen Immunantwort, beispielsweise durch Antikörper, um bestimmte als körperfremd erkannte Zielstrukturen zu identifizieren, anzugreifen, zu eliminieren oder zu neutralisieren.
• Die Ausbildung eines immunologischen Gedächtnisses, das bei einem erneuten Kontakt mit demselben Antigen eine schnellere und effizientere Immunantwort ermöglicht.

Die adaptive Immunantwort ist besonders leistungsfähig, da sie dem Organismus ermöglicht, gezielte Abwehrmechanismen gegen eindringende Krankheitserreger einzusetzen und gleichzeitig Schäden am umliegenden Gewebe möglichst gering zu halten. Allerdings benötigt das adaptive Immunsystem Zeit, um einen bestimmten Erreger eindeutig zu erkennen und eine koordinierte, spezifische Antwort aufzubauen. Diese zeitliche Lücke wird durch das angeborene Immunsystem überbrückt, das Infektionen schnell und mit weniger spezifischen Abwehrmechanismen bekämpft.

Angeborene Immunität: die erste Verteidigungslinie gegen Infektionen

Im Gegensatz zur adaptiven Immunantwort umfasst die angeborene Immunität ein breites Spektrum an Schutzmechanismen, die sich in praktisch allen Formen des Lebens finden. Sie stellt keine spezifische Reaktion auf einen einzelnen Erreger dar, sondern umfasst zahlreiche evolutionär konservierte Abwehrmechanismen, die breite Klassen pathogener Mikroorganismen erkennen, hemmen oder zerstören können.

Eine Reihe unterschiedlicher Zelltypen spielt eine zentrale Rolle bei der angeborenen Immunität. Neutrophile Granulozyten sind beispielsweise Bestandteile des Blutes, die durch Chemokine zu Infektionsstellen rekrutiert werden. Dort können sie pathogene Mikroorganismen durch Phagozytose aufnehmen, antimikrobielle Substanzen freisetzen oder Zytokine sezernieren, die weitere Immunreaktionen fördern und die adaptive Immunantwort unterstützen.

antibodies-online bietet Forschenden ein breites Sortiment an Produkten zur Untersuchung der Komponenten des angeborenen Immunsystems. Der umfassend validierte und vielfach zitierte Neutrophilen-Antikörper ABIN2191777 (Klon NIMP-R14) erkennt beispielsweise die mit Neutrophilen assoziierten Glykoproteine Ly-6C/Ly-6G. Neben seiner hohen Effizienz und Spezifität bei der Markierung von Neutrophilen in klassischen in vitro-Anwendungen wie IHC und Durchflusszytometrie kann dieser monoklonale Antikörper auch die Ly-6G/Ly-6C-Funktion und die Aktivierung von Neutrophilen in vivo beeinflussen.

Historisch erhielt die angeborene Immunität weniger Aufmerksamkeit als die adaptive Immunantwort. In den vergangenen Jahren hat die Erforschung angeborener Immunmechanismen jedoch deutlich an Bedeutung gewonnen. Ein wichtiger Grund hierfür ist das zunehmende Interesse daran, Komponenten der angeborenen Immunität für neue therapeutische Ansätze zu nutzen.

Antimikrobielle Peptide sind ein Beispiel für ein Forschungsgebiet, das zunehmend in den Fokus gerückt ist. Antimikrobielle Peptide (AMPs) bilden eine vielfältige Klasse kleiner, stark konservierter Peptide, die eindringende bakterielle, virale oder fungale Krankheitserreger über unterschiedliche Mechanismen angreifen, inaktivieren oder zerstören. Einige Klassen antimikrobieller Peptide wirken als potente, endogen produzierte Breitband-Antibiotika. Dadurch stellen sie insbesondere angesichts der zunehmenden Antibiotikaresistenz interessante Forschungsziele dar.

antibodies-online bietet Tausende validierter Antikörper zur Untersuchung antimikrobieller Peptide und damit verbundener Proteine. Zwei häufig zitierte monoklonale Antikörper – ABIN2191765 (Klon M330-9) und ABIN2191766 (Klon RR433-8) – erkennen das Lipopolysaccharid-bindende Protein (LBP). Dieses Protein erkennt das bakterielle Endotoxin LPS und trägt zur Abwehr bakterieller Infektionen bei, indem es sowohl die unmittelbare angeborene als auch die nachfolgende adaptive Immunantwort moduliert.

Neben ihren klassischen antimikrobiellen Funktionen, beispielsweise der Störung bakterieller Membranen oder der Hemmung von DNA-Replikation und Transkription, gibt es Hinweise darauf, dass zahlreiche antimikrobielle Peptide auch als Immunmodulatoren wirken. Sie können die adaptive Immunantwort beeinflussen und sind damit an einer Vielzahl biologischer und pathologischer Prozesse beteiligt, darunter Autoimmunerkrankungen und antitumorale Immunmechanismen.

Die kontinuierliche Identifizierung neuer antimikrobieller Peptide und das zunehmende Verständnis ihrer vielfältigen biologischen Funktionen unterstreichen die wachsende Bedeutung der angeborenen Immunität für die biomedizinische Forschung. Gleichzeitig erhöht die zunehmende Verbreitung antimikrobieller Resistenzen den Bedarf an neuen Strategien zur Prävention und Bekämpfung von Infektionen.