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小感染可能是致命的:每年有数百万人死于败血症,免疫系统过度反应。由慕尼黑技术大学(TUM)的一个研究小组设计的一种新的免疫信号分子现在为脓毒症治疗的潜在新方法提供了基础。
这些数字令人震惊:根据世界卫生组织(WHO)的估计,每年约有600万人死于败血症。这种疾病通常被称为“血液中毒”,通常以无害感染开始。
如果这引发免疫系统的过度反应,身体自身的组织就会受到攻击和损坏。过度反应最终导致身体防御的危及生命的崩溃。仅在德国,就有更多的人死于败血症,而不是艾滋病,结肠癌和乳腺癌。
世界各地的研究人员正在寻找新疗法 - 迄今为止徒劳无功。来自结构生物学,免疫学和细胞生物学领域的跨学科团队现在首次成功地产生了一种能够平衡过度免疫反应的蛋白质。
免疫细胞的语言在他们的工作中,科学家们受到进化的启发:小鼠可以通过免疫系统得到很好的保护,免受败血症的响。在这里,介导免疫系统细胞之间交流的白细胞介素 - 信使起着关键作用。
“白细胞介素是免疫细胞与之交流的词汇,”慕尼黑技术大学细胞蛋白生物化学教授Matthias Feige解释道。细胞根据个体氨基酸的非常特定的蓝图形成这些信使分子。它们的安排决定了白细胞介素采用哪种三维结构,从而确定了它传输的信息。
人类和老鼠有相似但不同的词汇。研究人员发现了白细胞介素-27-alpha的一个显着差异。这种分子可以被小鼠免疫系统的细胞释放 - 但不能被人体细胞释放 - 并调节免疫细胞的功能。
“利用计算机模型和细胞生物学实验,我们发现一个结构上重要的氨基酸定义白细胞介素-27-α是否被免疫系统的细胞释放,”该研究的第一作者StephanieMüller解释道。“这让我们了解了如何设计出由细胞释放的新型人白细胞介素蛋白,以便我们可以通过生物技术生产它们。”
该团队随后在实验室中制备了修饰的白细胞介素并测试了其生物学功能 - 结果非常令人鼓舞:工程信使分子被人类细胞识别。首先分析表明它确实可以平衡免疫系统的过度反应,使其成为败血症治疗的有希望的候选者。
“我们的方法允许我们通过设计一个关键的信号分子来合理地扩展免疫细胞的语言。这为我们提供了一个以有针对性的方式调节免疫细胞反应的机会。这一发现只有通过与来自TUM,巴黎索邦大学和Helmholtz Zentrum Muenchen的免疫学家和临床医生,“Feige说。这种新蛋白质的专利已经悬而未决。
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