Wie Körperzellen sich "erkennen" und verbinden, und was dies für die Medizin bedeutet

Von Franz Mechsner

Ein Spermium schlängelt sich im Eileiter vorwärts. An allen möglichen Zellen des Gewebes schwimmt es vorbei, findet keinen Ankerplatz, schwimmt weiter. Doch plötzlich hängt der Samenfaden an einer Eizelle fest: Spezifisch geformte Moleküle, die wie "Schlüssel" aus der Eizellwand ragen, sind in Moleküle des Spermienkopfes, die wie "Schlösser" zu ihnen passen, eingerastet. Kein neues Leben könnte ohne diese selektive Ankopplung zwischen Samenzelle und Ei entstehen.

"Seit ungefähr fünf Jahren wissen wir, daß Ei und Spermium sich durch zueinander passende Eiweißmoleküle erkennen", sagt Friedrich Cramer, Direktor am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin in Göttingen. "Ein Glycoprotein verhakt sich mit einem sogenannten Lektin; doch keiner ahnte, daß dieser Mechanismus wahrscheinlich das allgemeine Prinzip ist, nach dem sich Zellen erkennen und verkoppeln."

Wie Zellen sich zu Geweben zusammenlagern, war lange Zeit ein Rätsel. Zwar gibt es Substanzen, die die Aggregation von Zellen fördern. Doch mit diesen unspezifischen Stoffen, die alle Zellen mit allen verkleben, läßt sich nicht erklären, wieso sich Leber-, Lungen- oder Muskelzellen gezielt mit ihresgleichen verbinden.

In den letzten drei Jahren fand Cramer mit seiner Arbeitsgruppe viele Hinweise dafür, daß Glycoproteine in der Zellmembran mit ebenfalls in der Zellwand sitzenden Lektinen hervorragend zusammenpassen und so die Zellen verkoppeln können. Die Glycoproteine und die jeweils dazu komplementären Lektine sind von Gewebe zu Gewebe unterschiedlich, so daß zusammengehörende Zellen sich "erkennen" und verbinden können. "Daß in der Zellwand Glycoproteine sitzen, war altbekannt", erläutert Cramer den Ausgangspunkt seiner Forschungen, "aber warum sie dort sitzen, das wußte kein Mensch."

Dabei sind Glycoproteine interessante Moleküle. So sind die Blutgruppen auf Unterschiede in der Struktur von Glycoproteinmolekülen zurückzuführen. Sie scheinen auch eine wichtige Rolle im Immunsystem zu spielen. Manche Bakterien, aber auch Viren wie das Grippevirus, heften sich an die Glycoproteine bestimmter Organe. Und seit die Struktur des Aids-Virus entschlüsselt ist, weiß man, daß seine Hülle mit Glycoproteinen vollgepackt ist: Diese ragen als knopfartige Gebilde aus der Virushülle und könnten die "Anker" sein, die das Virus mit den T-Helferzellen des Immunsystems verhaken.