Medizin

Wie Bakterien das Immunsystem erziehen

Freitag, 23. März 2012

Boston – Mäuse, die in einer keimfreien Umgebung aufwachsen, sind vermehrt anfällig für Asthma und entzündliche Darmerkrankungen. Eine deutsch-amerikanische Forschergruppe beschreibt in Science (2012; doi: 10.1126/science.1219328) die dafür verantwortliche Immunreaktion. Die Arbeit bestätigt die Hygiene-Hypothese allergischer und autoimmuner Erkrankungen und liefert möglicherweise Ansatzpunkte für Gegenmaßnahmen.

Eine Reihe epidemiologischer Studien hat gezeigt, dass Kinder, die in einer sauberen und keimarmen Umgebung aufwachsen, häufiger Allergien und möglicherweise auch Autoimmunerkrankungen entwickeln als andere Kinder. Die Hygiene-Hypothese postuliert, dass der Kontakt mit harmlosen Keimen in den ersten Lebensjahren wichtig für die Entwicklung einer Immuntoleranz ist, die im späteren Leben unnötige Abwehrreaktionen auf alltägliche Erreger vermeidet.

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Um die Pathogenese näher zu untersuchen, hat die Gruppe um Richard Blumberg und Dennis Kasper von der Harvard Universität in Boston zusammen mit Forschern aus Kiel zwei Gruppen von Mäusen verglichen, von denen eine seit der Geburt in keimfreien Käfigen gehalten wurde, während die anderen unter normalen Laborbedingungen heranwuchsen.

Die keimfrei gehaltenen Tiere entwickelten Entzündungen in Lunge und Dickdarm, die Asthma und Colitis ulcerosa beim Menschen vergleichbar sind. Ausgelöst wurden die Entzündungen von sogenannten invarianten natürlicher Killer-T-Zellen (iNKT). Diese Zellen werden auch bei Asthmapatienten in der Lungenschleimhaut gefunden, wo sie Teil der allergischen Reaktion sind.

Die Forscher können zeigen, dass das Auftreten von iNKT durch die gezielte Exposition der Tiere mit Bakterien vermieden werden kann. Dies funktionierte allerdings nur in der frühen Lebensphase der Tiere, was dafür spricht, dass sie an der Entwicklung einer Immuntoleranz beteiligt sind.

Auf der Suche nach den Mechanismen, die die Bildung von iNKT anregen, stießen die Forscher auf das Signalprotein CXCL16, das vermehrt in den Epithelien von Darm und Lunge der keimfrei aufgezogenen Tiere nachgewiesen wurde. Das Gen für CXCL16 wurde bei diesen Tieren infolge eines Methylierung vermehrt abgelesen.

Die Experimente erlauben einen vertieften Blick in die Pathogenese von Allergien (und vielleicht auch von Autoimmunerkrankungen). Sie liefern zudem Ansätze für präventive Strategien. Diese könnten entweder in Medikamenten bestehen, die die Expression von CXCL16 hemmen oder die Wirkung auf die iNKT blockieren.

Außerdem könnte die Forschung nach den Bakterien und ihren Antigenen suchen, die zur Induktion einer Immuntoleranz notwendig sind. Dies würde dann nicht nur die Hygiene-Hypothese bestätigen. Es könnte auch Eltern mit hohem Hygienebewusstsein helfen, allergische Erkrankungen bei ihren Kindern zu vermeiden, ohne sie im „Dreck“ spielen lassen zu müssen. © rme/aerzteblatt.de

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