Wie Zellen Entzündungsreaktionen steuern

Politik & Forschung - Entzündungsreaktionen der Haut

Wie steuern Zellen Entzündungen? Neue Forschung zeigt, wie Gene Entzündungsreaktionen präzise an- und abschalten – mit Folgen für Medizin und Therapie.

Entzündungen gehören zu den grundlegendsten Schutzmechanismen des menschlichen Körpers.

Ohne sie wären wir Krankheitserregern schutzlos ausgeliefert, Wunden würden nicht heilen, Gewebe nicht repariert. Gleichzeitig können Entzündungen selbst zur Gefahr werden, wenn sie zu stark, zu lange oder am falschen Ort ablaufen.

Eine neue Studie aus Deutschland, veröffentlicht 2025 in Nature Cell Biology, liefert nun entscheidende Einblicke in diese Steuerungsmechanismen.

Forschende des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und der Universität Heidelberg zeigen, dass Zellen Entzündungsgene über zwei unterschiedliche, sich ergänzende Steuerungsstrategien im Zellkern regulieren.

Diese Erkenntnisse helfen zu verstehen, warum Entzündungen meist präzise funktionieren – und warum sie manchmal entgleisen.

1. Was ist eine Entzündung?

Eine Entzündung ist eine natürliche Schutz- und Reparaturreaktion des Körpers auf schädliche Reize. Dazu zählen Krankheitserreger wie Bakterien und Viren, aber auch Verletzungen, Fremdkörper oder abgestorbenes Gewebe.

Ziel der Entzündung ist es, die Ursache des Schadens zu beseitigen und anschließend die Heilung einzuleiten.

Wie Zellen Entzündungsreaktionen steuern – ein Blick ins molekulare Kontrollzentrum des Körpers

Schon die antiken Mediziner beschrieben die fünf klassischen Entzündungszeichen:

Rötung
Wärme
Schwellung
Schmerz
Funktionsverlust

Aus heutiger zellbiologischer Sicht sind diese Symptome keineswegs zufällig. Die Rötung und Wärme entstehen durch eine Erweiterung der Blutgefäße, die mehr Immunzellen und Nährstoffe ins betroffene Gewebe bringt.

Die Schwellung resultiert aus einer erhöhten Durchlässigkeit der Gefäßwände. Schmerzen entstehen, weil Entzündungsbotenstoffe die Nerven empfindlicher machen.

2. Wie Zellen Gefahrensignale erkennen

Damit eine Entzündung gezielt ablaufen kann, müssen Zellen zunächst erkennen, dass Gefahr besteht. Dies geschieht über spezielle Sensoren, sogenannte Mustererkennungsrezeptoren. Sie identifizieren typische Strukturen von Krankheitserregern oder Signale geschädigter Zellen.

Neben äußeren Erregern spielen auch körpereigene Warnsignale eine Rolle. Beschädigte oder absterbende Zellen setzen Moleküle frei, die vom Immunsystem als Alarm interpretiert werden.

Nach der Erkennung beginnen Zellen mit der Produktion zentraler Botenstoffe:

Zytokine, die Entzündungsreaktionen verstärken oder dämpfen
Chemokine, die Immunzellen gezielt an den Entzündungsort lotsen

Ein besonders wichtiger Botenstoff ist der Tumornekrosefaktor (TNF), der als zentraler Schalter vieler Entzündungsprogramme fungiert.

3. Die Hauptakteure der zellulären Entzündungsreaktion

An einer Entzündung sind zahlreiche Zelltypen beteiligt, die eng zusammenarbeiten.

Neutrophile Granulozyten gehören zu den ersten Zellen, die aus dem Blut ins entzündete Gewebe einwandern. Sie sind auf die schnelle Bekämpfung von Bakterien spezialisiert.

Makrophagen, auch als „Fresszellen“ bekannt, übernehmen mehrere Aufgaben gleichzeitig:

Beseitigung von Krankheitserregern
Abbau abgestorbener Zellen und Gewebetrümmer
Steuerung der Entzündungsreaktion durch Botenstoffe

Weitere Leukozyten wie Lymphozyten sind an der Feinregulation beteiligt und sorgen für eine gezielte Immunantwort.

Damit diese Zellen den Entzündungsort erreichen, werden Blutgefäße erweitert und durchlässiger. Auch dieser Prozess wird durch gezielte Genaktivierung in den beteiligten Zellen gesteuert.

4. Vom Alarm zur Heilung – der Ablauf im Körper

Eine Entzündungsreaktion verläuft in mehreren Phasen:

Alarmphase: Gefäßerweiterung, Botenstofffreisetzung, Aktivierung des Immunsystems
Abwehr- und Aufräumphase: Bekämpfung von Erregern, Beseitigung geschädigter Zellen
Auflösungsphase: Abbremsung der Entzündung, Gewebereparatur

Besonders wichtig ist die letzte Phase. Anti-entzündliche Zytokine werden freigesetzt, überschüssige Immunzellen sterben kontrolliert ab, und das Gewebe regeneriert sich.

Die neue Studie zeigt, dass diese zeitliche Abfolge bereits auf Ebene der Genregulation im Zellkern vorbereitet wird.

5. Zwei Steuerungsstrategien im Zellkern – neue Erkenntnisse aus der Forschung

Forschende des DKFZ untersuchten menschliche Gefäßzellen und analysierten rund 1.500 entzündungsrelevante Gene. Dabei identifizierten sie zwei grundlegend verschiedene Kontrollmechanismen.

Schnelle Schaltzentren für den Notfall

Ein Teil der Entzündungsgene liegt in sogenannten chromatinbasierten Schaltzentren. Dort sind regulatorische DNA-Abschnitte und Transkriptionsfaktoren dicht organisiert.

Sehr schnelle Aktivierung
Starke und koordinierte Genexpression
Ideal für akute Entzündungsreaktionen

Lockere DNA-Kontakte für die Feinsteuerung

Der zweite Mechanismus beruht auf kurzlebigen DNA-Schlaufen, die entfernte Erbgutabschnitte temporär zusammenbringen.

Flexibel und reversibel
Erlaubt zeitlich verzögerte oder zelltypspezifische Aktivierung
Wichtig für Feinregulation und Abklingen der Entzündung

Studienleiter Karsten Rippe beschreibt Entzündungen als präzise regulierten Prozess und nicht als einfachen Ein-Aus-Schalter.

6. Wenn Entzündung aus dem Gleichgewicht gerät

Während akute Entzündungen meist selbstlimitierend sind, können chronische Entzündungen langfristig Schaden anrichten.

Beispiele für Erkrankungen mit chronischer Entzündung:

Rheumatoide Arthritis
Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Neurodegenerative Erkrankungen
Krebserkrankungen

Hier ist die Balance zwischen aktivierenden und bremsenden Signalen gestört. Die neuen Erkenntnisse zur Gensteuerung helfen, diese Fehlregulationen besser zu verstehen.

7. Perspektiven für Medizin und Therapie

Das tiefere Verständnis zellulärer Steuermechanismen eröffnet neue therapeutische Möglichkeiten:

Gezielte Modulation einzelner Entzündungsprogramme
Weniger Nebenwirkungen als bei globaler Immunsuppression
Personalisierte Therapien auf molekularer Basis

Auch Lebensstilfaktoren wie Ernährung, Bewegung und Stress beeinflussen Entzündungsprozesse – vermutlich ebenfalls über die Genregulation.

Fazit

Entzündungen sind kein grobes Notfallprogramm, sondern ein hochkomplexer, fein abgestimmter biologischer Prozess.

Die neue Studie aus Heidelberg zeigt, wie Zellen mithilfe unterschiedlicher genetischer Kontrollmechanismen schnell reagieren und zugleich präzise regulieren können.

Dieses Wissen bringt die Medizin einen wichtigen Schritt näher an gezielte und nachhaltige Therapien gegen entzündliche Erkrankungen.

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Quellen:

¹ Two distinct chromatin modules regulate proinflammatory gene expression. [Seufert, I., Gerosa, I., Varamogianni-Mamatsi, V. et al. in Nat Cell Biol 28, 182–196 (2026)] DOI: https://doi.org/10.1038/s41556-025-01819-2
² Immunologische Grundlagen der Entzündungsreaktion (ZM-online; Ausgabe 24/2014
Entzündungen im Blick)
³ www.deutschesgesundheitsportal.de

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