ACE2- und GM-CSF-Autoantikörper: der Weg im Körper

ACE2- und GM-CSF-Autoantikörper ist Teil des Weges „ACE2- und GM-CSF-Autoantikörper“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von ACE2- und GM-CSF-Autoantikörper ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Autoantikörper bindet — an GM-CSF oder ACE2. Der Autoantikörper legt sich an sein Ziel. Gegen GM-CSF verhindert er die Bindung an den Rezeptor; gegen ACE2 kann er die Enzymaktivität senken. Quelle 6, 8

Kurz erklärt

ACE2- und GM-CSF-Autoantikörper sind Antikörper gegen ein körpereigenes Enzym und einen Botenstoff. Binden sie an eine wirksame Stelle, fangen sie GM-CSF vor seinem Rezeptor ab oder dämpfen die Spaltung von Angiotensin II durch ACE2.

12 Stationen · 10 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Autoreaktive B-Zelle → Plasmazelle · T-Zell-Hilfe Erhält die B-Zelle Hilfe von T-Zellen, reift sie zur Plasmazelle. Diese gibt große Mengen eines einzigen Antikörpers ins Blut ab, manche über Jahre. Quelle 2↑ liefert Plasmazellen sind Fabriken für Antikörper; langlebige Plasmazellen im Knochenmark halten den Spiegel eines Antikörpers ohne neuen Anstoß aufrecht. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entstehen viele Plasmazellen gegen dasselbe Eiweiß, steigt der Spiegel des Autoantikörpers im Blut.

zu wenig — Gehen die Plasmazellen zugrunde, sinkt der Spiegel mit der Halbwertszeit des Antikörpers von einigen Wochen.

gesicherte Physiologie · Quelle 2
Plasmazelle → IgG-Autoantikörper Der Autoantikörper ist meist vom Typ IgG. Er erkennt eine bestimmte Stelle auf GM-CSF oder auf ACE2 und kreist mit dem Blut durch den Körper. Quelle 3, 8↓ zehrt Bindet der Autoantikörper an eine wirksame Stelle, besetzt er sie; andere Autoantikörper binden ohne erkennbare Wirkung. in Studien beobachtet Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist viel neutralisierender Autoantikörper im Blut, wird ein großer Teil des Zielmoleküls abgefangen, bevor es seinen Rezeptor erreicht.

zu wenig — Ist wenig davon im Blut, bleibt der größte Teil des Zielmoleküls frei, und seine Wirkung ändert sich kaum.

in Studien beobachtet · Quelle 3, 6
GM-CSF → GM-CSF-Rezeptor GM-CSF bindet an seinen Rezeptor auf den Fresszellen der Lungenbläschen. Der Rezeptor gibt das Signal über JAK2 und STAT5 ins Zellinnere weiter. Quelle 4, 5↑ liefert Der beladene Rezeptor schaltet in der Fresszelle den Faktor PU.1 an, der ihr Reifeprogramm steuert. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind alle Rezeptoren besetzt, bringt weiteres GM-CSF kein stärkeres Signal.

zu wenig — Bleiben die Rezeptoren leer, weil GM-CSF abgefangen wird, kommt kein Signal in der Zelle an.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
GM-CSF-Rezeptor → PU.1 im Zellkern JAK2, STAT5 PU.1 schaltet in den Fresszellen der Lungenbläschen Gene an, die sie ausreifen lassen und für Fettabbau und Abwehr ausstatten. Quelle 4, 5↑ liefert Über PU.1 erhalten die Fresszellen die Fähigkeit, Surfactant aufzunehmen und abzubauen und Keime zu beseitigen. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist PU.1 stark aktiv, reifen die Fresszellen voll aus und bauen Surfactant zügig ab.

zu wenig — Ist PU.1 wenig aktiv, bleiben die Zellen unreif; Abbau von Fett und Abwehr von Keimen laufen langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
PU.1 im Zellkern → Surfactant-Abbau Surfactant ist ein Film aus Fetten und Eiweißen, der die Lungenbläschen offen hält. Reife Fresszellen nehmen verbrauchten Surfactant auf und bauen ihn ab. Quelle 5, 4↕ beides, je nach Menge Bildung und Abbau von Surfactant halten sich die Waage; so bleibt der Film dünn genug für den Gasaustausch. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Wird viel Surfactant abgebaut, bleibt der Film dünn; die Bildung durch die Zellen der Lungenbläschen hält ihn im Gleichgewicht.

zu wenig — Wird wenig abgebaut, etwa wenn neutralisierende Autoantikörper GM-CSF abfangen, sammelt sich Surfactant in den Lungenbläschen.

in Studien beobachtet · Quelle 5, 6
Angiotensin II → Angiotensin-(1-7) ACE2 · Zink Das Enzym ACE2 trägt Zink im aktiven Zentrum und spaltet von Angiotensin II eine Aminosäure ab. So entsteht Angiotensin-(1-7). Quelle 7, 9↑ liefert Angiotensin-(1-7) bindet an den Mas-Rezeptor und wirkt dort gegen Angiotensin II: Gefäße erweitern sich, und Entzündungs- und Vernarbungssignale werden gedämpft. gesicherte Physiologie Quelle 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entsteht viel Angiotensin-(1-7), überwiegt die gefäßerweiternde Seite des Systems.

zu wenig — Sinkt die ACE2-Aktivität, etwa durch bindende Autoantikörper, entsteht weniger Angiotensin-(1-7), und das Gleichgewicht verschiebt sich zur Angiotensin-II-Seite.

in Studien beobachtet · Quelle 7, 8
Angiotensin II → AT1-Rezeptor Am AT1-Rezeptor verengt Angiotensin II die Gefäße, lässt Salz zurückhalten und regt Entzündungs- und Wachstumssignale an. Quelle 7↕ beides, je nach Menge Der AT1-Rezeptor hält kurzfristig den Blutdruck; anhaltend stark angeregt, treibt er Entzündung und Umbau von Gewebe an. gesicherte Physiologie Quelle 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist der Rezeptor stark besetzt, bleiben Gefäße enger, und Salz und Wasser werden zurückgehalten.

zu wenig — Ist er wenig besetzt, entspannen sich die Gefäße, und die Nieren scheiden mehr Salz aus.

gesicherte Physiologie · Quelle 7
Angiotensin-(1-7) → Mas-Rezeptor Angiotensin-(1-7) bindet an den Mas-Rezeptor. In Gefäßen setzt das Stickstoffmonoxid frei, das die Gefäßwand entspannt. Quelle 7↑ liefert Über den Mas-Rezeptor wirkt Angiotensin-(1-7) als Gegengewicht zum AT1-Weg; in Tiermodellen dämpft es Entzündung und Vernarbung. in Studien beobachtet Quelle 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist der Mas-Rezeptor stark angeregt, entspannen sich Gefäße, und die Wirkung von Angiotensin II wird ausgeglichen.

zu wenig — Kommt wenig Angiotensin-(1-7) an, fehlt dieses Gegengewicht, und der AT1-Weg wirkt stärker.

in Studien beobachtet · Quelle 7

Weitere Stationen

Autoreaktive B-Zelle — erkennt ein Körpereiweiß B-Zellen, die körpereigene Eiweiße erkennen, werden normalerweise im Knochenmark aussortiert oder umprogrammiert. Einzelne entgehen dieser Kontrolle. Quelle 1↕ beides, je nach Menge Eine gewisse Zahl schwach autoreaktiver B-Zellen gehört zum normalen Bestand; erst wenn sie aktiviert werden, bilden sie Antikörper gegen das eigene Eiweiß. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entgehen mehr autoreaktive B-Zellen der Kontrolle, steigt die Zahl der Zellen, die bei passender Hilfe Autoantikörper bilden können.

zu wenig — Werden autoreaktive B-Zellen wirksam aussortiert, entstehen kaum Autoantikörper gegen dieses Eiweiß.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Autoantikörper bindet — an GM-CSF oder ACE2 Der Autoantikörper legt sich an sein Ziel. Gegen GM-CSF verhindert er die Bindung an den Rezeptor; gegen ACE2 kann er die Enzymaktivität senken. Quelle 6, 8↓ zehrt Neutralisierende Autoantikörper entziehen dem Körper die Wirkung eines eigenen Botenstoffs oder Enzyms; der Nachweis allein zeigt nicht, ob ein Antikörper neutralisiert. in Studien beobachtet Quelle 6, 8
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist viel gebunden, kommt am Ziel wenig an: GM-CSF erreicht seinen Rezeptor kaum, und gelöstes ACE2 zeigte in einer Studie weniger Aktivität.

zu wenig — Ist wenig gebunden, wirken GM-CSF und ACE2 weitgehend wie ohne Autoantikörper.

in Studien beobachtet · Quelle 6, 8
Forschungsfeld — Autoantikörper gegen GM-CSF werden bei Erkrankungen der Lunge, solche gegen ACE2 nach SARS-CoV-2-Infektionen untersucht. Quelle 6, 8
GM-CSF — Botenstoff GM-CSF ist ein Botenstoff, den unter anderem T-Zellen und Zellen der Lungenbläschen bilden. Er wirkt auf Fresszellen. Quelle 4↑ liefert In der Lunge ist GM-CSF das Signal, das die Fresszellen der Lungenbläschen ausreifen und arbeiten lässt. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel GM-CSF vor, werden mehr Fresszellen und Granulozyten gebildet und aktiviert.

zu wenig — Kommt wenig GM-CSF am Rezeptor an, bleiben die Fresszellen der Lungenbläschen unreif.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
Angiotensin II — Gefäße verengend Angiotensin II ist ein Botenstoff des Renin-Angiotensin-Systems, das Blutdruck und Salzhaushalt steuert. ACE2 baut es ab. Quelle 7↕ beides, je nach Menge Angiotensin II hält über seinen Rezeptor AT1 den Blutdruck; zugleich ist es der Ausgangsstoff, aus dem ACE2 das gegensätzlich wirkende Angiotensin-(1-7) macht. gesicherte Physiologie Quelle 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Angiotensin II, etwa weil ACE2 weniger arbeitet, bleibt mehr davon am AT1-Rezeptor.

zu wenig — Ist wenig Angiotensin II da, wird auch weniger Angiotensin-(1-7) gebildet.

gesicherte Physiologie · Quelle 7

Cofaktoren dieses Weges

Zink — Sitzt im aktiven Zentrum von ACE2, das Angiotensin II zu Angiotensin-(1-7) spaltet Quelle 9Im ORY-Katalog als Laborwert: Zink
Tryptophan — Im Darm hilft ACE2 einem Transporter, Tryptophan und andere Aminosäuren aufzunehmen Quelle 10Im ORY-Katalog als Laborwert: Tryptophan
Cholesterin — Bestandteil des Surfactant, den reife Fresszellen der Lunge aufnehmen und abbauen Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Cholesterin / Fettstoffwechsel
Phosphatidylcholin — Hauptbestandteil des Surfactant-Films in den Lungenbläschen Quelle 5
Angiotensin II — Ausgangsstoff, den ACE2 zu Angiotensin-(1-7) umbaut Quelle 7

Quellen

Nemazee D. Mechanisms of central tolerance for B cells. Nat Rev Immunol 2017 · PubMed 28368006
Nutt SL, Hodgkin PD, Tarlinton DM, Corcoran LM. The generation of antibody-secreting plasma cells. Nat Rev Immunol 2015 · PubMed 25698678
Ku CL, Chi CY, von Bernuth H et al. Autoantibodies against cytokines: phenocopies of primary immunodeficiencies? Hum Genet 2020 · PubMed 32419033
Trapnell BC, Whitsett JA. Gm-CSF regulates pulmonary surfactant homeostasis and alveolar macrophage-mediated innate host defense. Annu Rev Physiol 2002 · PubMed 11826288
Trapnell BC, Nakata K, Bonella F et al. Pulmonary alveolar proteinosis. Nat Rev Dis Primers 2019 · PubMed 30846703
Ataya A, Knight V, Carey BC et al. The Role of GM-CSF Autoantibodies in Infection and Autoimmune Pulmonary Alveolar Proteinosis: A Concise Review. Front Immunol 2021 · PubMed 34880857
Santos RAS, Sampaio WO, Alzamora AC et al. The ACE2/Angiotensin-(1-7)/MAS Axis of the Renin-Angiotensin System: Focus on Angiotensin-(1-7). Physiol Rev 2018 · PubMed 29351514
Arthur JM, Forrest JC, Boehme KW et al. Development of ACE2 autoantibodies after SARS-CoV-2 infection. PLoS One 2021 · PubMed 34478478
Hooper NM, Lambert DW, Turner AJ. Discovery and characterization of ACE2 - a 20-year journey of surprises from vasopeptidase to COVID-19. Clin Sci (Lond) 2020 · PubMed 32990314
Hashimoto T, Perlot T, Rehman A et al. ACE2 links amino acid malnutrition to microbial ecology and intestinal inflammation. Nature 2012 · PubMed 22837003

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