Forscher untersuchen die Genetik hinter dem seltsamen Immunsystem einer Eidechse

Tiliqua rugosa– auch bekannt als die schläfrige Eidechse – ist eine herrlich stämmige Art, die teils wie eine Eidechse, teils wie ein Tannenzapfen aussieht und in der südlichen Hälfte Australiens vorkommt. Aber es ist das Innere, das die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen hat. Reptilien haben im Allgemeinen Immunsysteme, die aus Säugetiersicht ungewöhnlich sind; Beispielsweise verlassen sie sich möglicherweise stärker auf die angeborene Immunität und weniger auf die adaptive Immunität, sagt der Biologe Rob Miller von der University of New Mexico. Aber die schläfrige Eidechse (zusammen mit anderen schuppigen Reptilien, einer Gruppe, die als Squamaten bekannt ist) könnte noch seltsamer sein.

Letzten Monat veröffentlichten Miller und ein internationales Team von Wissenschaftlern eine Studie in der Zeitschrift für Immunologie Vergleich des Genoms der schläfrigen Eidechse mit dem der Tuatara (ein eidechsenähnliches Tier, das der nächste lebende Verwandte der Squamaten ist). Die Arbeit enthüllte etwas Seltsames: Große Deletionen im Genom der Eidechse führten zur Entfernung von Genen, die für die Produktion von γδ-T-Zellen, einem wichtigen Teil des Immunsystems der meisten Wirbeltiere, notwendig sind. γδ-T-Zellen werden so genannt, weil sie Rezeptoren haben, die aus einem γ-Segment und einem δ-Segment bestehen; Diese Rezeptoren ermöglichen der T-Zelle, spezifische Antigene zu erkennen.

Diese Arbeit trägt dazu bei, eine riesige Lücke in unserem Wissen zu schließen. Aus immunologischer Sicht, sagt Miller, „sind Reptilien eine Gruppe von Wirbeltieren, über die wir fast nichts wissen.“

Die Auswirkungen des Verlusts dieser Untergruppe von T-Zellen auf Eidechsen und Schlangen sind nicht ganz klar, da die Funktion von γδ-T-Zellen noch nicht vollständig verstanden ist. „γδ-T-Zellen sind wirklich immer noch ziemlich rätselhaft“, sagt Laura Vogel, eine Immunologieforscherin an der Illinois State University, deren Forschung Schildkröten umfasst und die nicht an der Studie über schläfrige Eidechsen beteiligt war. „Wir verstehen nicht viel über ihre normale Funktion, selbst beim Menschen.“ Einige Hinweise deuten jedoch darauf hin, dass diese Zellen möglicherweise eine wichtige Rolle spielen Wundheilung, Immunüberwachung in der Haut und den Schleimhäuten und die Reaktion auf bestimmte Arten von Infektionenund dass sie beides haben können tumorfördernd und antitumor Auswirkungen.

Tiliqua rugosa, schläfrige Eidechse, auf rötlichem Kies

Tiliqua rugosa

Rob Miller

Doch trotz dieses Verlusts eines großen Teils des Immunsystems sind die Squamaten eine sehr erfolgreiche Gruppe. „Squamaten bestehen aus etwa zehntausend Arten“, sagt Miller. „Und das reicht von Seeschlangen bis hin zu geilen Kröten [a type of lizard] mitten in der Wüste leben. Sie haben eine große Nische auf diesem Planeten besetzt.“

Auch wenn Schlangen und Eidechsen keine γδ-T-Zellen haben, müssen sie offensichtlich trotzdem Dinge wie Wundheilung und Schutz vor Infektionen tun. „Nun stellt sich also die Frage: Wie kompensieren sie das Nicht-Haben? [γδ T cells]?” sagt Müller.

Miller und das Team wollten sehen, ob der verbleibende Satz von T-Zellen der Squamaten, bekannt als αβ-T-Zellen, möglicherweise vielfältiger ist, mit einer größeren Vielfalt an “Geschmacksrichtungen” von αβ-T-Zellrezeptoren, die verwendet werden, um verschiedene Arten von Antigenen zu erkennen , um die fehlenden γδ-T-Zellen auszugleichen. Aber als sie die Gene untersuchten, die Komponenten von α- und β-T-Zell-Rezeptoren in der schläfrigen Eidechse kodierten, stellten sie fest, dass diese Gene nicht komplexer waren als die α- und β-T-Zell-Rezeptor-Gene in der Tuatara, einer Art, die γδ hat T-Zellen.

Miller sagt jedoch, es sei noch zu früh, um vollständig auszuschließen, dass αβ-T-Zellen den Verlust von γδ-T-Zellen kompensieren. Zukünftige Studien könnten untersuchen, ob es eine funktionelle Kompensation gibt, indem festgestellt wird, ob αβ-T-Zellen in Geweben wie der Haut auftreten, wo man es normalerweise erwarten würde γδ T-Zellen.

Miller sagt, dass eine andere Möglichkeit darin besteht, dass die angeborenen lymphatischen Zellen der Squamaten – die, wie der Name schon sagt, Teil des angeborenen Immunsystems sind, nicht des adaptiven Systems wie T-Zellen – einige der Rollen übernehmen könnten, die traditionell von γδ-T-Zellen wahrgenommen werden.

Laura Zimmerman, eine Biologin an der Millikin University in Illinois, die nicht an Millers Studie beteiligt war, stimmt zu, dass das angeborene Immunsystem eine kompensatorische Rolle spielen könnte, und betont auch die Bedeutung zukünftiger Studien zur Funktion von Immunzellen. „Wenn es um Squamate geht, stammen viele Informationen, die wir haben, aus genetischen Studien wie dieser. Aber selbst im Vergleich zu anderen Reptilien haben wir weniger funktionelle Immunassays, daher glaube ich nicht, dass wir ein klares Bild davon haben, was ihr Immunsystem tatsächlich tut.“

Vogel sagt, dass die Untersuchung des Immunsystems von Reptilien für zukünftige Erhaltungsbemühungen von Vorteil sein könnte. Eine solche Arbeit, sagt sie, könnte Experten dabei helfen, „besser einzugreifen, wenn wir beispielsweise einen Impfstoff entwickeln oder über eine Behandlung für eine bestimmte Krankheit nachdenken müssen, wenn es beispielsweise um eine gefährdete Art geht“. Potenzielle Implikationen für die Erhaltung sind besonders hervorstechend für Squamaten, denen a gegeben wurde aktuelle Analyse die ergab, dass derzeit mehr als 20 Prozent der Reptilienarten bedroht sind.

Es ist eine offene Frage, ob Squamaten anfälliger für bestimmte Arten von Krankheiten sind als andere Reptilien, die noch γδ-T-Zellen besitzen, sagt Zimmerman.

Insgesamt sagt Vogel, dass diese neuen Erkenntnisse faszinierend sind. „Es wäre großartig, wenn wir mehr Informationen über eine breitere Palette von Reptilien hätten“, sagt sie. „Wir müssen diese Art von Forschung an Nichtmodellarten wirklich unterstützen.“

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