Organisation der T-Zell-Signalisierung
Die zelluläre Aktivierung erfolgt durch komplexe Signalisierungsnetze, die zahlreiche Proteine umfassen. Normalerweise wirken Proteine, die in einer Zelle eng positioniert sind, zusammen. Allerdings sammeln sich Proteine an bestimmten Orten und Zeiten innerhalb der Zellen an, wodurch ihre Interaktionseffizienz erhöht wird. In der Systemskala bestimmt eine solche Strukturierung, wie regulatorische Informationen durch Signalisierungsnetze fließen. Das Verständnis der funktionellen Integration von Proteingruppen würde einen wichtigen Einblick in die Zellfunktion unter physiologischen und pathologischen Situationen, einschließlich Autoimmunität und Krebs, liefern. Zu diesem Ziel entwickelten die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts T CELL SIGNALING (The spatiotemporal organisation of T cell signalling as a regulator of T cell function) einzigartige Ansätze, um die Signalisierung zu visualisieren, wie sie in lebenden Primärzellen räumlich und zeitlich auftritt. Sie verwendeten Zeitraffer-Fluoreszenzmikroskopie an lebenden Zellen, um die Aktivierung von primären T-Zellen, also die zentralen Regulatoren der Immunantwort zu studieren. Rechnergestützte Bildanalyse wurde neben der Elektronenmikroskopie in den Ansatz integriert, um eine höhere räumliche Auflösung zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglichte eine mathematische Modellierung die Analyse komplexer Signalisierungssysteme. Diese Methode wurde angewendet, um wichtige wissenschaftliche Fragen wie nach der Regulierung der T-Zell-Aktivierung mit einer Betonung des Aktin-Zytoskeletts zu untersuchen. Die Forscher wollten klären, wie die räumlich-zeitliche Organisation der T-Zell-Signalisierung die Lymphozytenfunktion reguliert. In diesem Zusammenhang folgten sie der räumlich-zeitlichen Lokalisierung der Tyrosinkinasen Itk und Tec bei Zytokin-Sekretion und primärer Immunschwäche. Die Expression des zentralen ko-stimulatorischen Rezeptors CD28 wurde auch in zytotoxischen T-Zellen und natürlichen Killerzellen neben SLAM-Rezeptoren sichtbar gemacht, um ihre Rolle bei der Autoimmunerkrankung des systemischen Lupus erythematodes zu bestimmen. Darüber hinaus fand der Ansatz Verwendung beim Studium der T-Zell-Signalisierung in einem murinen Modell von Multipler Sklerose und in Tumor-infiltrierenden Lymphozyten sowie bei der Charakterisierung einer pharmazeutischen Bleiverbindung. Zusammengenommen lieferte der Ansatz von T CELL SIGNALING ein wichtiges Instrument zur räumlich-zeitlichen Beobachtung von Proteinen innerhalb von Zellen. Anwendungen dieser Methode erstrecken sich über das Immunsystem hinaus und könnten dazu beitragen, die komplizierten Signalwege, die die Zellenfunktion antreiben, aufzudecken.
Schlüsselbegriffe
T-Zelle, Signalisierung, Protein, Mikroskopie, T CELL SIGNALING, räumlich-zeitliche Organisation
