Wie Zellen Entzündungsreaktionen steuern

Entzündungen sind essenzielle biologische Prozesse, die nicht nur der Abwehr von Erregern dienen. Sie sind auch maßgeblich an der Gewebereparatur und Wundheilung beteiligt. Gesteuert wird diese Reaktion durch ein komplexes Netzwerk zahlreicher Gene. Deren Aktivierung führt – primär kontrolliert durch den Botenstoff Tumornekrosefaktor (TNF) – zur Freisetzung von Mediatoren, der Mobilisierung von Immunzellen sowie einer erhöhten Durchlässigkeit der Blutgefäße. Für die Zelle stellt diese Genaktivierung jedoch einen sensiblen Balanceakt dar. Während eine unzureichende Reaktion Infektionen Tür und Tor öffnet, kann eine überschießende oder dauerhafte Aktivität schwerwiegende Folgen wie chronische Entzündungen, Autoimmunerkrankungen oder Krebs nach sich ziehen. Daher ist eine präzise zeitliche und quantitative Regulation der Entzündungsgene für die körperliche Unversehrtheit von entscheidender Bedeutung.

Dynamische Gensteuerung: Wie Zellen Entzündungen präzise regulieren

Ein Forschungsteam des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und der Universität Heidelberg hat entschlüsselt, wie menschliche Gefäßzellen auf Entzündungsreize reagieren. Die Wissenschaftler:innen konnten an rund 1500 Genen, die durch den Botenstoff TNF aktiviert werden, nachvollziehen, dass die Zelle hierfür zwei verschiedene, kombinierbare Strategien nutzt.

Ein wesentlicher Teil dieser Gene wird dabei durch hochflexible, kurzlebige Mechanismen im Erbgut gesteuert. Hierbei bildet die DNA vorübergehende Schlaufen. Diese bringen entfernte regulatorische Abschnitte in direkten räumlichen Kontakt mit dem jeweiligen Zielgen. Da diese Verbindungen nicht stabil sind und sich schnell wieder auflösen, ermöglichen sie eine besonders fein abgestimmte Reaktion. Diese Form der Regulation ist ideal für Gene, die zeitverzögert oder nur in einer bestimmten Untergruppe von Zellen aktiviert werden müssen, um eine maßgeschneiderte Antwort auf den Entzündungsreiz zu gewährleisten.

Die Schaltstelle für eine schnelle Immunantwort

Das Heidelberger Forscherteam konnte zudem spezifische Schaltzentren innerhalb des Zellkerns identifizieren. In diesen Bereichen konzentrieren sich sogenannte Transkriptionsfaktoren – steuernde Proteine, die in hoher Dichte an die DNA andocken. Da dort auch die Entzündungsgene räumlich eng beieinanderliegen, können sie effizient und zeitgleich aktiviert werden. Diese organisierte Struktur ermöglicht eine besonders schnelle, kraftvolle und koordinierte Genaktivierung. Dies ist entscheidend für eine effektive Entzündungsantwort, bei der der Körper ohne Verzögerung auf äußere Reize reagieren muss.

„Eine Entzündung wird nicht wie mit einem Kippschalter ein- und ausgeschaltet, sondern ist ein fein modulierter Prozess“, sagt Studienleiter Karsten Rippe vom DKFZ. „Durch das Zusammenspiel beider Mechanismen kann die Zelle Entzündungsreaktionen präzise starten, verstärken und später wieder dämpfen. Dabei ermöglichen die Schaltzentren eine schnelle Erstreaktion, während die lockeren Kontakte für eine gezielte Feinregulation im weiteren Verlauf sorgen.“

Diese Ergebnisse schaffen ein entscheidendes Fundament für ein tieferes Verständnis fehlgesteuerter Entzündungsprozesse. Dies ist insbesondere bei Krankheitsbildern wie Krebs oder chronischen Entzündungen von Bedeutung und ebnet langfristig den Weg für die Entwicklung präziserer therapeutischer Ansätze.

Quelle

Deutsches Krebsforschungszentrum (01/2026)