Wenn Zellen zu „Kannibalen“ werden

Was passiert bei der Trogozytose?

Um eine enge Verbindung möglichst schnell wieder zu lösen, „knabbern“ Zellen ihrem Gegenüber schon mal ein Stück Zellmembran ab. Forscher beschreiben diesen Prozess der „Trogozytose“ (gr. trogo = nagen) nun genauer.

Wenn Zellen zu „Kannibalen“ werden

Zellen sind nicht zimperlich und „knabbern“ schon mal ihren Partner an, um ihn möglichst schnell wieder los zu werden. | MPI für Neurobiologie, Gong / J. Cell Biol. 2019

„Bis dass der Tod euch scheidet“ – soweit lassen es Zellen meist nicht kommen, doch zur Trennung gehört tatsächlich auch ein Stück Kannibalismus. Der als Trogozytose (gr. trogo = nagen) bezeichnete Mechanismus ist wichtig für die Zellsortierung und spielt unter anderem eine Rolle bei der Embryonalentwicklung und der Interaktion zwischen Tumor- und Immunzellen. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie haben nun wichtige Faktoren entdeckt, die das „Zellknabbern“ koordinieren. Zellen treten häufig über den ephrin/Eph-Signalweg miteinander in Kontakt. Dabei verbindet sich der ephrin-Ligand der einen Zelle mit dem Eph-Rezeptor der Nachbarzelle. Anschließend verschlingt die Nachbarzelle den relativ großen Rezeptor-Ligand-Komplex, reißt dem Nachbarn praktisch die ausgestreckte Hand ab, und ermöglicht so die Trennung. Immerhin, beide Zellen überleben, im Gegensatz zur Phagozytose.

Über die Trogozytose kaum etwas bekannt

Die Forscher fanden heraus, dass die ephrin/Eph gesteuerte Trans-Endozytose Eigenschaften der Trogozytose aufweist. „Während die Phagozytose, also die Einverleibung einer ganzen Zelle durch eine zweite, gut beschrieben ist, ist über die Trogozytose kaum etwas bekannt“, berichtet Jingyi Gong vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried. „Wir wollten verstehen, was da genau passiert.“

Es ist bekannt, dass Trogozytose auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Nervensystems spielt. Ein besseres Verständnis der Trogozytose und der Rolle von ephrin/Eph könnte auch einen Weg für neue regenerative Therapien bei Verletzungen oder Krankheiten des Nervenssystems aufzeigen.

Was passiert also beim „Zellknabbern“?

Für eine Antwort schaute sich das internationale Team mit Forschern aus der Abteilung von Rüdiger Klein und der Universität Toronto (Kanada) die Trogozytose live per Fluoreszenzmikroskopie an und analysierte die beteiligten Proteine.

Die Wissenschaftler/-innen entdeckten, dass sich ein bereits aus der Phagozytose bekanntes Protein, Gulp1 (engl. gulp = schlucken), büschelweise am ephrin-Eph-Komplex beider Zellen vorübergehend anreichert. Daraufhin werden oftmals gegenseitig die Büschel zusammen mit dem ephrin/Eph-Komplex von den Nachbarzellen verschlungen. Unterstützt wird Gulp1 dabei von Tiam2, einem Protein, das die Reorganisation des Zytoskeletts anregt. Zudem rekrutiert Gulp1 das Protein dynamin und initiiert so den Internalisierungsprozess an der Membran.

Nutzung für Regeneration von verletzten Gehirnbereichen?

„Damit haben wir gezeigt, dass an der ephrin/Eph Trogozytose Mechanismen beteiligt sind, die auch bei der Phagozytose eine Rolle spielen“, betont Thomas Gaitanos, der Ko-Erstautor der Studie. In zukünftigen Studien will das Wissenschaftlerteam herausfinden, unter welchen Bedingungen es im intakten Gehirn zur Trogozytose kommt und ob sich diese Fähigkeit für die Regeneration von verletzten Gehirnbereichen ausnutzen lässt.

 

Literatur:

Jingyi Gong, Thomas N. Gaitanos, Olivia Luu, et al.: Gulp1 controls Eph/ephrin trogocytosis and is important for cell rearrangements during development. Journal of Cell Biology 2019,
DOI: 10.1083/jcb.201901032.


Quelle: idw/ Max-Planck-Institut für Neurobiologie