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Fresszellen reparieren Muskelfasern

Neue Erkenntnisse zur Wiederherstellung der Zellmembran nach Muskelfaserrissen
Zelle unter hochauflösender Echtzeitmikroskopie
Fresszelle entfernt Reparaturflicken. Maßstab: 4 µm. (Bild: Volker Middel/KIT)

Jeder kennt das brennende Gefühl in unseren Beinen, wenn wir lange steil bergab laufen. Das kommt von winzigsten Rissen in der Zellmembran unserer Muskelfasern. Diese Löcher in den Zellhüllen müssen schnellstens geschlossen werden, da Muskelzellen sonst sterben. Mit Hilfe hochauflösender Echtzeitmikroskopie konnten Forscher am KIT diesen Reparaturprozess verfolgen. In Sekundenschnelle baut sich aus Bauteilen aus dem Inneren der verletzten Zelle ein Reparaturflicken auf, der schließlich das Membranloch schließt. Die Forscher des KIT konnten nun zeigen, dass im Muskel umherwandernde Fresszellen in geradezu nanochirurgischen Eingriffen diesen Reparaturflicken dann wieder entfernen, um die normale Struktur der Zellmembran herzustellen.

Die Zellen unserer Skelettmuskulatur haben effektive Mechanismen, um Risse in ihrer Zellmembran zu reparieren. Diese Risse entstehen selbst durch normale gesundheitsfördernde mechanische Belastung unsere Muskulatur. Die Zellmembran stellt eine wichtige Barriere dar, welche für die Funktion und das Überleben von Zellen wichtig ist. Wenn diese Barriere zusammenbricht und nicht schnell repariert werden kann, stirbt die Muskelzelle ab. Die Folge ist Muskelschwund. Menschen, die Defekte in Reparaturproteinen, wie zum Beispiel dem Dysferlin haben, entwickeln Muskelschwund, der schwerste Behinderungen und  frühzeitigen Tod zur Folge hat.

In einer interdisziplinären Zusammenarbeit der KIT-Forschergruppen von Uwe Strähle und Gerd Ulrich Nienhaus, entwickelten die Doktoranden Volker Middel und Lu Zhuo neue Techniken, um Membranreparaturprozesse in höchster Auflösung in Echtzeit in menschlichen Zellen und in Muskelzellen des Zebrafischembryos zu untersuchen.
Die neuen Erkenntisse können daher dazu beitragen, Therapien für Patienten mit Muskelschwund zu entwickeln.

Weitere Informationen in der Pressemitteilung 129/2016.


lg, 19.09.2016