Für den Monat August 2024 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an:

Mihlan M, Wissmann S, Gavrilov A, Kaltenbach L, Britz M, Franke K, Hummel B, Imle A, Suzuki R, Stecher M, Glaser KM, Lorentz A, Carmeliet P, Yokomizo T, Hilgendorf I, Sawarkar R, Diz-Muñoz A, Buescher JM, Mittler G, Maurer M, Krause K, Babina M, Erpenbeck L, Frank M, Rambold AS, Lämmermann T. Neutrophil trapping and nexocytosis, mast cell-mediated processes for inflammatory signal relay. Cell. 2024 Jul 27: S0092-8674(24)00774-8.

Begründung der Auswahl:
Mit der Publikation werden grundlegende Mechanismen allergischer Reaktionen bezüglich des Zusammenspiels von Mastzell-Degranulation und Neutrophilen-Dynamik im Gewebe aufgeklärt. Hierbei spielt das Leukotrien B4, welches aus Mastzellen freigesetzt wird, eine wichtige Rolle. Die dadurch angelockten Neutrophilen werden von Mastzellen lebendig gefangen, bevor diese dann innerhalb der Mastzelle sterben. Ihr aufgenommenes Material “informiert” wiederum die Mastzellen, macht sie fitter und pro-inflammatorischer. Dabei können die Mastzellen in einem Vorgang, der Nexocytosis genannt wird, Neutrophilenmaterial freisetzen, welches eine Typ-1-Interferon-Reaktion in umliegenden Makrophagen hervorruft. In Zukunft könnten hieraus Targets für die Beeinflussung allergischer Zustände ableitbar sein.

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:
Neutrophile spielen eine zentrale Rolle in der antimikrobiellen Abwehr. Bisher stammt unser Wissen über ihre Gewebenavigation vorwiegend aus Verletzungs- und Infektionsmodellen. Bei allergischen Erkrankungen treten oft wiederholte Zyklen entzündlicher Zellinfiltration und IgE-abhängiger Mastzell-Degranulation auf. Wie sich Neutrophile dabei bewegen und mit anderen Zellen interagieren, ist bisher weitgehend unerforscht.

Durch Untersuchungen von IgE-vermittelten allergischen Reaktionen im Mausgewebe mittels Intravitalmikroskopie entdeckten Forscher, dass degranulierende Mastzellen lebende Neutrophile einschließen können. Diese bisher unbekannte Zelle-in-Zelle-Struktur wurde „Mast cell intracellular trap“ (MIT) genannt. Mastzellen locken Neutrophile an, indem sie einen Lipid-Lockstoff freisetzen, den Neutrophile sonst für ihre Kommunikation untereinander nutzen. Nachdem sich MIT bilden, sterben Neutrophile, wobei ihr unverdautes Material innerhalb von Mastzellen verbleibt. Dies steigert die Funktion und den Stoffwechsel der Mastzellen, welche dadurch entzündungsfördernder werden und sogar neutrophile Bestandteile weitergeben können, was eine Typ-1-Interferon-Reaktion in Makrophagen auslösen kann.

Die Studie zeigt, dass aktivierte Mastzellen Neutrophile einschließen können, was ein neues Konzept für das Einfangen von Zellen durch Mastzellen darstellt. Diese bisher unbekannte Zell-in-Zell-Struktur sollte in der Betrachtung von Mastzellen bei chronischen allergischen Entzündungen und mastzellbedingten Immunstörungen berücksichtigt werden.

Background and fundamental question of the publication:
Neutrophils are immune cells with essential roles for antimicrobial defense. Most of our knowledge on neutrophil tissue navigation derived from wounding and infection models. Allergic diseases often associate with multiple cycles of inflammatory cell influx and IgE-dependent degranulation of tissue-resident mast cells. Neutrophil dynamics and their cellular interactions with MCs have remained largely unexplored under such conditions. 

By studying IgE-mediated allergic responses in mouse tissues with intravital microscopy, the researchers discovered that degranulating mast cells trap living neutrophils inside them. This cell-in-cell structure was termed “Mast cell intracellular trap” (MIT). Mast cells release a lipid attractant to re-route neutrophils toward them, thus exploiting a system which neutrophils normally use for intercellular communication. After MITs form, neutrophils die but their undigested material remains inside mast cells over days. Mast cells benefit from MIT formation, increasing their functional and metabolic fitness. Additionally, they are more pro-inflammatory and can exocytose active neutrophilic compounds with a time delay, eliciting a type 1 interferon response in surrounding macrophages.           

This study shows that activated mast cells can incorporate neutrophils, providing a conceptual framework for mast cell-mediated cell trapping. This previously unrecognized cell-in-cell structure should be considered for the biology of tissue-resident mast cells in the context of chronic allergic inflammation and mast cell-related immune disorders.

Die bisherigen ausgezeichneten „Papers of the Month“ finden Sie HIER.