Betrachten Sie es als Kommunikation mit einem String. Wenn einige unserer weißen Blutkörperchen Viren oder andere Mikroben entdecken, die in unseren Körper eingedrungen sind, können sie andere Zellen auf die Bedrohung aufmerksam machen, indem sie einen Teil ihrer DNA aussprühen. Dieses unerwartete Warnsystem, das diese Woche in einer Studie beschrieben wurde, könnte die Reaktion des Körpers auf Krankheitserreger beschleunigen.“Es könnte ein neuer Weg für Immunzellen sein, Infektionen zu erkennen und sie loszuwerden“, sagt der angeborene Immunologe Paul Kubes von der University of Calgary in Kanada, der nicht mit der Studie verbunden ist.Forscher wissen bereits, dass einige unserer Zellen DNA einsetzen, um Infektionen direkt zu bekämpfen. Immunzellen, die als Neutrophile bekannt sind, können ihre DNA ausstoßen und ein Netz klebriger Stränge bilden, das als extrazelluläre Neutrophilenfalle (NET) bezeichnet wird und Mikroben einfängt und abtötet. Andere Immunzellen erzeugen ähnliche DNA-Schlingen. Das Material für diese Fallen kommt oft aus dem Zellkern, kann aber auch aus Mitochondrien, den energieerzeugenden Kraftwerken der Zellen, stammen.In der neuen Studie untersuchte ein Team um den Biochemiker Björn Ingelsson und den Immunchemiker Anders Rosén von der Universität Linköping in Schweden, ob Netze auch das Wachstum von krebsartigen weißen Blutkörperchen bei einer Art von Leukämie ankurbeln könnten — etwas, das Wissenschaftler zuvor vermutet hatten. Beim Testen dieser Idee bemerkten die Forscher etwas Besonderes an Krebszellen, die von Leukämiepatienten entfernt worden waren und in Laborschalen wuchsen.Die abnormalen weißen Blutkörperchen — bekannt als B-Zellen – setzten manchmal DNA-Stränge frei, die Netzen ähnlich waren. Diese DNA-Netze, wie die Forscher sie nennen, waren nicht nur eine Eigenart von Leukämiezellen. Die Wissenschaftler zeigten, dass B-Zellen von gesunden Menschen auch DNA als Reaktion auf die charakteristischen molekularen Muster ausspritzen, die in vielen Bakterien und Viren vorkommen. Vier andere Arten von weißen Blutkörperchen produzieren auch die Netze, berichtete das Team diese Woche online in den Proceedings der National Academy of Sciences. Die Sequenzierung der entladenen DNA zeigte, dass sie aus Mitochondrien stammte, nicht aus dem Zellkern.

Die von den weißen Blutkörperchen freigesetzten mitochondrialen DNA (mtDNA) -Netze unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht von Netzen. Zum einen fehlen ihnen die mikrobentötenden Proteine, die Netze schmücken. Und die Zellen, die sie ausstoßen, überleben – netzspeiende Neutrophile sterben oft nach der Freisetzung ihrer DNA. Das kann daran liegen, dass die Netze aus Mitochondrien stammen, die zusätzliche Kopien ihrer DNA tragen. So können Zellen in der Lage sein, etwas mtDNA zu ersparen, sagt Rosén.

Aber wenn die mtDNA-Netze keine Pathogen-tötenden Proteine tragen, wie können sie uns schützen? Die Netze dienen stattdessen als Signale zwischen Immunzellen, so die Ergebnisse der Forscher. Die DNA löst andere weiße Blutkörperchen aus, um Proteine freizusetzen, die als Typ-1-Interferone bekannt sind und unserem Körper helfen, Viren und einige Bakterien zu bekämpfen. Bisher konnten die Forscher jedoch nicht feststellen, mit welchen Rezeptormolekülen Immunzellen auf den mtDNA-Alarm reagieren können.Obwohl unser Körper über mehrere Mechanismen verfügt, um Bedrohungen zu identifizieren und andere Zellen zu benachrichtigen, „haben wir ein paralleles Signalsystem für Zellgefahren entdeckt“, sagt Rosén. Der Vorteil von mtDNA als Warnung kann Geschwindigkeit sein, sagt Ingelsson, der es als „schnelles Botenmolekül“ ansieht, das in wenigen Minuten eine Schutzreaktion auslösen kann. Andere Immunabwehrmechanismen benötigen in der Regel Stunden oder sogar Tage zu mobilisieren.Die Autoren „haben eine ziemlich gute und erschöpfende Arbeit geleistet, um zu zeigen, dass diese Netze anders sind als alles, was wir bisher erlebt haben“, sagt Kubes. Aber ohne weitere Studien an lebenden Tieren „ist es unmöglich zu sagen“, wie wichtig die Netze für die Bekämpfung von Infektionen sind, warnt der Mikrobiologe Victor Nizet von der University of California, San Diego.

Rosén, Ingelsson und Kollegen vertiefen sich in die Rolle der Netze bei Krankheiten und Verletzungen. Andere Studien haben hohe Mengen an frei schwebender mtDNA bei Patienten gefunden, die verwundet wurden oder an einer Vielzahl von Krankheiten leiden, einschließlich Herzerkrankungen, bestimmten Infektionen und Autoimmunerkrankungen wie Lupus. Aber ob diese DNA mit den neu dokumentierten Bahnen identisch ist, bleibt unklar.