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Neue funktion für einen botenstoff – das wäre doch genial

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ETH Zürich Assistent Professor Cornelia Halin und ihre Kollegen haben eine neue Funktion des bekannten Messenger-Protein Interleukin-7 entdeckt: es erleichtert den Abfluss von Lymphflüssigkeit aus dem Gewebe. In Zukunft wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob dieses Molekül verwendet werden könnten, zu verhindern oder zu behandeln Lymphödem werden.

Das Molekül Interleukin-7 (IL-7) ist ein wichtiger Immunbotenstoff Protein, das eine ausreichende Zahl von T-Zellen vorhanden sind, im Körper für die Immunabwehr gewährleistet. Forscher der ETH Zürich haben nun gezeigt, dass IL-7 eine weitere wichtige Funktion hat: es verbessert die Funktion der Entwässerung Lymphgefäßen, die Flüssigkeit zu sammeln, die von Blutgefäßen in das Körpergewebe durchgesickert und senden es an die Blutbahn. In Zukunft könnte diese Erkenntnis nützlich werden für Lymphödem-Patienten, deren Lymphdrainage nicht richtig funktioniert, was in Flüssigkeitsansammlung und Gewebe Schwellung.
Die Veranlagung zu Lymphödem entwickeln kann, einerseits erblich bedingt sein. Auf der anderen Seite, Lymphödem tritt häufig in der Zeit nach einer Tumor-Chirurgie. Bei primären Tumoren chirurgisch herausgeschnitten werden Tumor-Lymphknoten oft als gut, entfernt, da sie möglicherweise Tumorzelle Metastasen enthalten. Im Verlauf eines solchen chirurgischen Eingriffen wird das lymphatische Gewebe beschädigt. Als Ergebnis kann Gewebeflüssigkeit oft nicht mehr ordnungsgemäß entleert werden, was zum Auftreten von lymphedema in 20 bis 30 Prozent der Patienten.
Keine medikamentöse Behandlung noch
Derzeit sind die einzigen Behandlungsoptionen für Lymphödem-Patienten tragen Kompressionsstrümpfe und unterziehen manuelle Lymphdrainage durch einen medizinischen Masseur.”In IL-7, wir haben ein Molekül und einen Mechanismus für die Verbesserung der Lymphdrainage, die möglicherweise sein könnte für Lymphödem-Therapie nützlich entdeckt”, sagt der Leiter der Studie Cornelia Halin, Assistant Professor of Drug Discovery Technologies.
In ihrer Studie fanden die Forscher, dass IL-7 durch die sogenannte Endothelzellen, die das lymphatische Behälterwand bilden erzeugt wird. Diese Zellen exprimieren auch die Rezeptoren, die spezifisch IL-7 basiert auf dem Schloss-und-Schlüssel-Prinzip. “Obwohl wir nicht formal bewiesen haben, so weit gehen wir davon aus, dass die lymphatischen Endothelzellen den Botenstoff produzieren, so dass sie ihre eigene Funktion direkt beeinflussen können”, sagt Halin. Bisher ist IL-7 eine von nur wenigen Molekülen, die identifiziert wurden, um Lymphdrainage unterstützt. Vor ein paar Jahren entdeckten Forscher, dass die anderen endogenen Wachstumsfaktor VEGF-C könnte auch ein interessantes Molekül in dieser Hinsicht sein.

Erkenntnisse aus einem Tiermodell
Halin und Kollegen gezeigt, die Drainage-tragende Funktion von IL-7, indem Drainage Experimente in Mäusen injiziert, wo sie eine blaue, Albumin-bindenden Farbstoff in das Ohr Haut der Mäuse. Bemerkenswert ist, dass Albumin ein endogenes Protein, das kann nur von dem Gewebe transportiert werden über die Lymphgefäße. Durch die Quantifizierung der Farbstoff, der in dem Gewebe einen Tag nach der Injektion blieb, waren die Forscher in der Lage, festzustellen, wie gut die Lymphdrainage in diesen Versuchstieren gearbeitet.
Bei der Durchführung dieses Experiment bei Mäusen fehlt ein funktionierendes IL-7 Rezeptors, beobachteten sie, dass diese Mäuse konnten nur halb so viel Farbstoff aus ihrer Haut zu entfernen Ohr im Vergleich zu Mäusen mit einem funktionierenden IL-7-Rezeptor.Im Gegensatz dazu stellten sie eine deutliche Steigerung der lymphatische Drainage in Mäusen mit erhöhter IL-7-Produktion. Schließlich wird in einem dritten Experiment sie IL-7 Proteins, modifizierten, gesunde Mäuse verabreicht und beobachtet, dass diese therapeutischen Behandlung zur Verbesserung Lymphabstrombereich Funktion geführt.
Bereits bei Patienten getestet
Die Wissenschaftler planen nun, ähnliche Experimente in Mäusen, in denen Lymphgefäße chirurgisch zerstört durchzuführen, ähnlich der Situation bei Patienten nach einer Krebsoperation gefunden. Hier würden die Forscher gerne testen, ob die Behandlung mit IL-7 könnte helfen, Lymphödem oder ob IL-7 könnte sogar verabreicht, um bestehenden Lymphödem reduzieren verhindern.
Das langfristige Ziel ist es, das Potenzial eines IL-7-basierte Medikamente für Lymphödem zu erkunden. Bemerkenswert ist, dass IL-7 bereits in klinischen Studien getestet, wenn auch für verschiedene Indikationen: wegen seiner immun-stimulierende Aktivität auf T-Zellen, IL-7 wird derzeit bei Patienten mit Immunschwäche Krankheiten wie HIV oder Hepatitis-Infektionen getestet, haben oder die Knochenmark-Transplantationen unterzogen.

 

 

Science

New function for a messenger molecule

ETH Zurich Assistant Professor Cornelia Halin and her colleagues have discovered a new function of the well-known messenger protein interleukin-7: it facilitates the drainage of lymph fluid from tissues. In the future, the scientists plan to investigate whether this molecule could be used to prevent or treat lymphedema.

Fabio Bergamin

ETH scientists have studied the drainage function of lymphatic vessels. This picture shows a close-up view of a mouse ear. The blue substance is an injected dye that is absorbed and drained by lymphatic vessels. The red structures are blood vessels. (Photo: David Aebischer / ETH Zurich)

ETH scientists have studied the drainage function of lymphatic vessels. This picture shows a close-up view of a mouse ear. The blue substance is an injected dye that is absorbed and drained by lymphatic vessels. The red structures are blood vessels. (Photo: David Aebischer / ETH Zurich) (large view)

The molecule interleukin-7 (IL-7) is an important immune messenger protein which ensures that a sufficient number of T cells are present in our body for immune defence. Researchers from ETH Zurich have now demonstrated that IL-7 has another important function: it enhances the drainage function of lymphatic vessels, which collect fluid that has leaked out of blood vessels into the body tissue and return it to the bloodstream. In the future, this finding could become useful for lymphedema patients, whose lymphatic drainage system does not work properly, resulting in fluid accumulation and tissue swelling.

The predisposition to develop lymphedema may, on one hand, be hereditary. On the other hand, lymphedema often occurs in the aftermath of a tumour surgery. When primary tumours are surgically excised, tumour-draining lymph nodes are often removed as well, as they may contain tumour cell metastases. In the course of such surgical interventions, the lymphatic tissue is damaged. As a result, tissue fluid can often no longer be drained properly, leading to the occurrence of lymphedema in 20 to 30 per cent of patients.

No drug treatment yet

Currently, the only treatment options for lymphedema patients are wearing compression garments and undergoing manual lymph drainage by a medical massage therapist. “In IL-7, we have discovered a molecule and a mechanism for enhancing lymphatic drainage which could potentially be useful for lymphedema therapy,” says the head of the study Cornelia Halin, Assistant Professor of Drug Discovery Technologies.

In their study, the researchers found that IL-7 is produced by the so-called endothelial cells, which form the lymphatic vessel wall. These cells also express the receptors that specifically recognise IL-7 based on the lock-and-key principle. “Although we have not formally proven it so far, we assume that the lymphatic endothelial cells produce the messenger substance so that it can affect their own function directly,” says Halin. So far, IL-7 is one out of only few molecules that have been identified to support lymphatic drainage. A few years ago, other researchers discovered that the endogenous growth factor VEGF-C might also be an interesting molecule in this regard.

Insights from an animal model

Halin and her colleagues demonstrated the drainage-supporting function of IL-7 by performing drainage experiments in mice where they injected a blue, albumin-binding dye into the ear skin of the mice. Notably, albumin is an endogenous protein, which can only be transported out of the tissue via the lymphatic vessels. By quantifying the dye that remained in the tissue one day after the injection, the researchers were able to determine how well the lymphatic drainage worked in these laboratory animals.

When performing this experiment in mice lacking a functioning IL-7 receptor, they observed that these mice were only able to remove half as much dye from their ear skin in comparison with mice possessing a functional IL-7 receptor. By contrast, they observed a considerable increase in lymphatic drainage in mice with increased IL-7 production. Finally, in a third experiment, they administered IL-7 protein to unmodified, healthy mice and observed that this therapeutic treatment led to an improvement of lymphatic drainage function.

Already tested in patients

The scientists are now planning to conduct similar experiments in mice in which lymphatic vessels have been surgically destroyed, similarly to the situation found in patients after cancer surgery. Here, the researchers would like to test whether treatment with IL-7 could help to prevent lymphedema or whether IL-7 could even be administered in order to reduce existing lymphedema.

The long-term goal is to explore the potential of an IL-7-based medication for lymphedema. Notably, IL-7 is already being tested in clinical trials, albeit for different indications: because of its immune-stimulatory activity on T cells, IL-7 is currently being tested in patients with immunodeficiency diseases, such as HIV, or hepatitis infections, or who have undergone bone-marrow transplantations.

Literature reference

Iolyeva M, Aebischer D et al.: Interleukin-7 is produced by afferent lymphatic vessels and supports lymphatic drainage. Blood, 2013, published ahead of print, doi: 10.1182/blood-2013-01-478073

 

 

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Autor: monica boersch

Vor ein paar Jahre bin ich an Krebs erkrankt, bedingt durch meine Wertheim OP, Bestrahlung und Afterloading habe ich Lymphödeme bekommen, für mich sehr überraschend da ein paar Jahre dazwischen lagen, ich wusste das etwas nicht stimmt aber leider konnten unzählige Ärzte nicht helfen. Hier ist es auch so, wie in viele viele andere Länder auch, dass Lymphatische Erkrankungen erstens nicht wirklich ernst genommen werden und zweitens das kaum ein Arzt darüber Bescheid weiß, wie den auch, wenn in den Lehrbüchern so gut wie NICHTS steht. Mein Bestreben ist alles zu tun was in meiner Macht steht um dafür zu sorgen das jeder der betroffen ist weiß was er/ sie tun kann um sein Leben wieder so gestalten zu können wie er/sie das möchte. . Ich suche und suche immer weiter nach alternativ Möglichkeiten um meinen Leben so normal wie möglich zu gestalten. Die Empfehlungen die ich gebe sind bei mir durchaus wirksam und ich erziele gute Erfolge und behalte meine Lebensqualität. Mein Blog ist kein Ersatz für eine Ärztliche Betreuung und ich empfehle jeden mit seinem Arzt über Therapie Möglichkeiten etc. zu sprechen. Ich kann nur anregen und durch meine eigene, persönliche Erfahrung eventuell einen weg aufzeigen. Seit 2009 beschäftige ich mich weit über das übliche hinaus mit Lymphödeme. Nicht nur die „Diagnose“ interessiert mich, sondern ebenso was für einen Effekt es hat auf unser Sozialleben und unser Selbstwertgefühl. Ich habe viel Zeit und Geld investiert in andere Länder zu reisen um alternativen kennenzulernen, ich war bei Internationale Firmen als Gast um zu sehen welche Lösungen geboten werden, habe fast jeden Lymphologischen Kongress besucht um mich weiter zu bilden und einige Projekte als Freelancer machen können. Wie ihr sieht ist das weitaus mehr als nur ein Blog, es müssen sich grundliegende Dinge verändern um uns alle das zu geben was wir verdienen, Respekt, Empathie und das Bewusstsein das wir nichts Vorübergehendes haben, sondern das dieses ein Teil unseres Lebens ist und auch bleibt. After being diagnosed with Cancer and going through treatments, Wertheim operation, radiation therapy and afterloading I was suddenly hit by Lymphedema. Totally surprising since nobody even gave me a hint that this could happen. Running from one doctor to the other trying to find out what is wrong with me and why my body was changing so quickly, once again being in the situation of not having control of anything. This made me so angry that I started studying like crazy, I wanted to find out why we are left alone, why doctors don’t have a clue (sorry, most doctors) about Lymphedema and the consequences in all aspects of our lives. Sadly, I had to realize that hardly anyone knows anything about it. I started my quest to find alternatives in treatments, I traveled around the world investing my time and money, fortunate enough to spend time in companies specialized in Lymphedema treatment to learn all that I could and can. I hardly miss any Lymphatic congress, listening to the internationally known doctors, discussing what is important for us as patients. I have done some freelance work for the companies that I believe in and had the chance to work with a wonderful company in New Jersey. I have tested alternatives and I am still searching and studying because it is my quest to change things for all affected by this, not only our physical wellbeing but most importantly the impact that it has on our daily life. It’s not something that’s going to go away, it’s with us until the end and the minimum that we can expect is being taken seriously, respect and empathy for our situation and the importance for all of us that have the possibilities to change things for the better. There is so much work to do, and I am not going to give up. As you can see this is more than a blog. If you find something interesting on Lymphfantastic but you are having problems with the German, then just send me a message and I will be happy to translate that for you, my native language is English so that is no problem. Have a great day and looking forward to hearing from you soon. Bless you all, Monica

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