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Medizin

Wie das Darm-Mikrobiom die Leistungsfähigkeit des Immunsystems (mit)bestimmt

Mittwoch, 24. Juni 2020

/Alex, stock.adobe.com

Berlin – Das Mikrobiom des Darmes ist notwendig, damit die sogenannten konven­tionellen dendritischen Zellen (cDC) in der Lage sind, weitergehende Reaktonen des Immunsystems anzustoßen.

Das berichten Wissenschaftler um Andreas Diefenbach, Direktor des Instituts für Mikrobiologie und Infektionsimmunologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin in der Fachzeitschrift Cell (DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.022).

An der Arbeit waren neben Wissenschaftlern der Charité, des Berlin Institute of Health (BIH) und des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums (DRFZ) auch Forscher aus Mainz, Bern, Hannover und Bonn beteiligt.

Die cDC gehören dem angeborenen Immunsystem an. Sie sind mit einer Reihe von Mustererkennungs-Rezeptoren ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, eindringende Erreger schnell zu identifizieren.

Die Zellen reagieren zunächst mit der Ausschüttung von Botenstoffen, die weitere Immunzellen an die Stelle der Infektion locken. Gleichzeitig nehmen sie Krankheits­erreger auf, zerlegen sie und präsentieren anschließend einzelne Bruchstücke als Antigene an der Zelloberfläche. Das wiederum führt zur Aktivierung von T-Zellen und somit einer gezielten Immunantwort.

Das Team um Diefenbach hat jetzt herausgefunden, dass cDC im Basiszustand Signale benötigen, um bei einer eintretenden Infektion Immunantworten starten zu können. Diese Signale versetzen die cDC in einen Zustand der Antwortbereitschaft und gehen offenbar vom Mikrobiom aus.

„In der aktuellen Untersuchung konnten wir nachweisen, dass diese speziellen Immunzellen im Basiszustand ein permanentes Typ-I-Interferon-Signal (IFN-I) erhalten, das von der Mikrobiota reguliert wird“, erläutert Diefenbach. cDC, die ein solches IFN-I-Signal im Basiszustand nicht erhalten, könnten ihre physiologischen Funktionen in der Abwehr von Krankheitserregern nicht wahrnehmen, erklärt der Mikrobiologe.

Die Wissenschaftler untersuchten auch, auf welche Weise das IFN-I-Signal die cDC in Bereitschaft hält: „Interessanterweise konnten wir in den cDC von keimfreien Tieren und solchen ohne IFN-I-Signal eine geringere Expression von Genen feststellen, die an der mitochondrialen Atmungskette beteiligt sind“, erläutert Laura Schaupp, Charité-Wissenschaftlerin und Erstautorin der Studie.

Weitere Analysen zeigten, dass die cDC von keimfreien Tieren einen gestörten Zellstoff­wechsel aufweisen und somit nicht in der Lage sind, Immunantworten zu initiieren.

Das Mikrobiom ist demnach laut den Forschern für das Funktionieren von cDC absolut notwendig – und zwar für eine wirksame Reaktion auf bakterielle oder virale Infektionen einschließlich der Aktivierung von T-Zell-Antworten. © hil/aerzteblatt.de

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