Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
12.04.2019
Kategorie: Life Sciences

Forscher identifizieren Pilz Candida albicans als einen zentralen Modulator des Immunsystems

Erstmals Mechanismus entschlüsselt, der zeigt, wie spezifische Mikrobiota Entzündungsreaktionen in der Lunge verstärken

Kiel. Die Zusammensetzung der Mikroorganismen, die in und auf dem Körper des Menschen leben – das sogenannte Mikrobiom – beeinflusst wesentlich die menschliche Gesundheit. Noch sind die zugrundeliegenden Mechanismen weitgehend unbekannt und können deshalb nicht gezielt therapeutisch genutzt werden. Mitglieder des Exzellenzclusters Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen haben jetzt erstmals einen Mechanismus entschlüsselt, der zeigt, wie spezifische Mikrobiota Entzündungsreaktionen in der Lunge verstärken. Die Ergebnisse, die die Forscher am 21. Februar 2019 in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichten, bieten neue Ansatzpunkte, solche Krankheitsprozesse besser zu erkennen und gezielt zu therapieren.

Wie die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) berichtet, arbeiten an der Aufklärung der Interaktionen von Mensch und Mikrobiom verschiedene Forschungsgruppen im  Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen (PMI). Eine Arbeitsgruppe vom Institut für Immunologie und dem Institut für Klinische Molekularbiologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) hat jetzt eine wegweisende Entdeckung gemacht. „Wir haben einen Mechanismus entdeckt, über den bestimmte Mikrobiota Entzündungsreaktionen in der Lunge verstärken“, erklärt Studienleiterin Professorin Petra Bacher. Ihr Kollege, Professor Alexander Scheffold, Leiter des Instituts für Immunologie, erhofft sich durch die Ergebnisse „neue Ansatzpunkte, solche Krankheitsprozesse besser zu erkennen und gezielt zu therapieren“.

 

Petra Bacher, Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen, Professorin für Immunologie und Immunogenetik an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Medizinische Fakultät, und Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel. Foto: Jürgen Haacks/Universität Kiel


Alexander Scheffold, Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen, Professor für Immunologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Medizinische Fakultät, und Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel. Foto: Jürgen Haacks/Universität Kiel


Wie die Wissenschaftler ausführen, lebt der Mensch in enger Symbiose mit seinem Mikrobiom, also den unzähligen Bakterien, Pilzen und Viren, die die seine Körperoberflächen, die Haut, den Darm oder die Lunge besiedeln. Dieses Zusammenleben ist fein ausbalanciert und bietet viele Vorteile wie den Schutz vor Infektionen oder die Hilfe bei der Verwertung von Nährstoffen. Ein verändertes Mikrobiom ist mit unterschiedlichsten Krankheiten assoziiert. Hierzu zählen unter anderem chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Allergien, Stoffwechselkrankheiten, Autoimmunerkrankungen, Krebs oder auch psychische Krankheiten wie Depressionen. Dadurch erregte das Mikrobiom in jüngster Zeit viel Aufmerksamkeit. Denn prinzipiell ließen sich fast alle wichtigen Zivilisationskrankheiten behandeln, wenn es gelänge das jeweilige Mikrobiom zu beeinflussen. Noch aber fehlen konkrete Ansatzpunkte. Die enorme Vielfalt des Mikrobioms erschwert es, die wesentlichen Komponenten auszumachen und zu definieren, was Ursache und Wirkung ist. Das behindert eine spezifische Behandlung.
Die Interaktion mit dem Mikrobiom wird maßgeblich durch das Immunsystem gesteuert. Zellen des Immunsystems erkennen spezifische Mikroben und sorgen für ein gesundes Gleichgewicht. Den Wissenschaftlern zufolge ist die  entscheidende Frage: Wie und durch welche Mikroben werden unterschiedlichen Effekte auf Körperfunktionen vermittelt? Einer Arbeitsgruppe der Charité-Universitätsmedizin Berlin, der Unikliniken Köln und Bochum sowie des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie und der Universität Jena unter der Leitung von Petra Bacher und Alexander Scheffold von der CAU und des UKSH ist jetzt ein Durchbruch gelungen. „Wir haben den eigentlich harmlosen Pilz, Candida albicans, der Darm, Haut und Schleimhäute besiedelt, als einen zentralen Modulator unseres Immunsystems identifiziert“, erklärt Alexander Scheffold. „Candida albicans regt das Immunsystem an, spezifische Abwehrzellen, sogenannte Th17 Zellen, zu bilden. Diese ermöglichen das friedliche Zusammenleben mit dem Pilz.“ Für die Studie haben die Forscher ein sensitives Verfahren entwickelt, um die Th17-Zellen aus dem Blut herauszufiltern, die sich gegen Candida albicans  richten. Ein Teil dieser Th17 Zellen erkennt auch andere Pilze, wie beispielsweise den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus, wie die weiteren Analysen ergaben. Dieses Phänomen wird als Kreuzreaktivität bezeichnet.

Schimmelpilzsporen werden täglich über die Atemluft aufgenommen, sind bei Gesunden aber harmlos. Bei Menschen, die an chronischen Lungenerkrankungen wie Mukoviszidose, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung oder Asthma leiden, kann sich der Schimmelpilz hingegen in der Lunge ansiedeln. Dies steht im Verdacht, das Krankheitsbild zu verschlechtern. „Überraschenderweise fanden wir, dass bei diesem Personenkreis die Anzahl der kreuzreaktiven Th17 Zellen im Lungengewebe erhöht ist, was mit einer Krankheitsverschlechterung einhergeht. „Die schützende Th17 Reaktion im Darm scheint in der Lunge eher krankmachende Immunprozesse zu verstärken“, ergänzt Erstautorin Petra Bacher.
Damit konnten die Forscherinnen und Forscher erstmals nachweisen, wie ein einzelnes Mitglied des Mikrobioms, nämlich Candida albicans, die spezifische Immunreaktion gegen eine große Gruppe von anderen Mikroben prägt. Scheffold: „Kreuzreaktivität ist vermutlich ein verbreiteter Immunmechanismus, durch den das Mikrobiom das Immunsystem manipuliert, mit protektiven oder schädlichen Auswirkungen. Die Möglichkeit, solche spezifischen Effekte einzelner Mikroben zu erfassen, ermöglicht uns nun, gezielte Therapien zu entwickeln.“ (PM, Kerstin Nees)

Originalpublikation:
Bacher, Petra; Hohnstein, Thordis; Beerbaum, Eva; Brakhage, Axel A.; Schwarz, Carsten; Scheffold, Alexander et al.: Human anti-fungal Th17 immunity and pathology rely on cross- reactivity against Candida albicans. In: Cell, ISSN: 1097-4172, Vol: 176, Issue: 6, Page: 1340-1355.e15, published on Februar 21, 2019. URL: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.041
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867419301047

Kontakt:
Prof. Dr. Alexander Scheffold
Institut für Immunologie, CAU und UKSH Kiel Arnold-Heller-Straße 3, 24105 Kiel
Tel.: 0431/500- 31000
eMail: Alexander.Scheffold@uksh.de
URL: https://www.uksh.de/immunologie/

Prof. Dr. Petra Bacher Institut für Immunologie,
Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU und UKSH Kiel Arnold-Heller-Straße 3, 24105 Kiel
Tel.: 0431/500 31005
eMail: p.bacher@ikmb.uni-kiel.de
URL: https://www.uksh.de/ikmb-kiel/

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