Mikrobiom reguliert die Fitness des Immunsystems

  • Cell

  • von Dr. Nicola Siegmund-Schultze
  • Studien – kurz & knapp
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Kernbotschaften

O hne Trigger signale durch das Mikrobiom werden denritische Zellen nicht aktiv. Sie sind eine wichtige Bastion der angeborenen Infektabwehr, die in Oberflächengeweben, aber auch inneren Schleimhäuten vorkommen. Über die Antigenpräsentation bilden sie eine Brücke zur adaptiven Immunabwehr . Das Mikrobiom reguliert die Produktion von Zytokinen wie Typ-1-Interferon, die dendritische Zellen im Zustand permanenter Reaktionsfähigkeit halten.

Hintergrund
Grenzflächen des Körpers zu seiner Umwelt sind Einfallstore für Krankheitserreger. Gleichzeitig sind solche Epithelien dicht besiedelt von kommensalen Bakterien, Viren, Pilzen und Parasiten, die teilweise für den Menschen wichtige Metaboliten bilden. Die Gesamtheit dieser Mikroorganismen bei Mensch oder Tier wird als Mikrobiom bezeichnet. Welche Bedeutung und Funktion das Mikrobiom beim Auslösen einer Immunantwort auf potenzielle Pathogene hat, untersuchen deutsche Forscher in einem Netzwerk. Ein Fokus liegt auf den sogenannten konventionellen dendritischen Zellen (cDC). Sie gehören zum angeborenen Immunsystem und haben Mustererkennungs-Rezeptoren, über die sie eindringende Erreger schnell erkennen.

Design

  • in vitro Experimente zur Expression von Signalproteinen verschiedener Subpopulationen dendritischer Zellen, vor allem von cDC und plasmazytoiden DC (pDC), die anders als konventionelle DC nicht in der gesunden Haut vorkommen
  • RNA-Sequenzierung des Transkriptoms und Epigenoms von cDC aus keimfreien Tieren, aus Kontrolltieren und solchen, die genetisch bedingt kein IFN-1 Signal erkennen
  • in vivo Experimente (Mäuse) zur Funktionsfähigkeit von DC bei sterilen Mäusen ohne Mikrobiom und rekolonisierten Mäusen mit Mikrobiom

Hauptergebnisse

  • Unter keimfreien Bedingungen, also ohne Mikrobiom, können cDC bei Mäusen keine Immunantworten starten. cDC erhalten vermutlich schon im Basiszustand Signale, auch wenn keine Infektion vorliegt. Diese Signale gehen von plasmazytoiden DC aus und es sind Zytokine, darunter Typ-I-Interferon (IFN-1).
  • Die Produktion von IFN-1 durch pDC wird von der Mikrobiota getriggert und reguliert.
  • cDC von keimfreien Tieren haben einen gestörten Zellstoffwechsel und sind nicht in der Lage, Immunantworten zu initiieren

Klinische Bedeutung
Die Studienergebnisse legen nahe, dass das Mikrobiom die Fitness unseres Immunsystems reguliert, indem es dieses in einem reaktionsbereiten Zustand hält, um schnellstmöglich auf Krankheitserreger reagieren zu können, so die Forscher. Das Mikrobiom ist für das Funktionieren von cDC essentiell notwendig und zwar für die Abwehr bakterieller und viraler Infektionen, inklusive einer Aktivierung von T-Lymphozyten.

Die gewonnen Erkenntnisse könnten Denkanstöße für die Entwicklung neuer Therapieansätze liefern. Viele Autoimmunerkrankungen, beispielsweise der Systemische Lupus Erythematosus, resultieren aus einer verstärkten IFN-I-Produktion. Andere Studien zeigten, dass die Effektivität von Checkpoint-Inhibitoren bei Krebs-Immuntherapien durch das Mikrobiom beeinflusst wird. „Diese Phänomene sind für nachfolgende Studien interessant“, so die Autoren.

 

Fin anzierung: öffentliche Mittel