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Geriatrie Immunologie Wissenschaft

Gen hält Immunsystem jung

Eine Erbanlage mit dem kryptischen Kürzel CRELD1, die bei der Entwicklung des Herzens im entstehenden Kind eine Rolle spielt, scheint auch im menschlichen Immunsystem eine Schlüsselfunktion zu übernehmen. Wenn das Gen nicht aktiv genug ist, kommt es demnach zu charakteristischen Umstellungen der Immunabwehr, wodurch sie an Schlagkraft einbüßt. Mediziner sprechen von einer Alterung des Immunsystems, da sich in älteren Menschen oft ein ähnlicher Effekt beobachten lässt. Mittelfristig könnten die Ergebnisse eventuell dazu beitragen, diese altersbedingten Einbußen zu verringern.

Bei der Analyse von Transkription-Daten von insgesamt 4.500 Probanden stießen die Forscher auf einen überraschenden Zusammenhang: Unter den analysierten Versuchspersonen waren auch solche, in denen das CRELD1-Gen aus irgendwelchen Gründen deutlich schwächer aktiv war. Interessanterweise fanden sich im Blut dieser Probanden nur sehr wenige der sogenannten T-Zellen. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Infektionen.

In Mausexperimenten untersuchten die Forscher diesen Zusammenhang weiter und zeigten, dass Mäuse ohne dem Gen früher starben. Dieses Phänomen, auch Immunoseneszenz genannt, beobachtet man auch bei älteren Menschen. Die Betroffenen sind deutlich anfälliger für Infektionen, aber möglicherweise auch für altersbedingte Erkrankungen wie Krebs oder Alzheimer. Gleichzeitig gibt es Hundertjährige, die immunologisch gesehen einige Jahrzehnte jünger sind.
Langfristiges Ziel ist es nun, die Aktivität des Gens zu erhalten. So ließe sich vielleicht das Erkrankungsrisiko von Seniorinnen und Senioren deutlich senken.

Referenzen: Uni Bonn, Radbound University Nijmegen, Universität Lüttich, Medizinische Hochschule Hannover, Helmholtz-Zentrum Braunschweig
CRELD1 modulates homeostasis of the immune system in mice and humans. Nature Immunology 9.11.2020; https://www.nature.com/articles/s41590-020-00811-2

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Gastroenterologie Infektiologie Wissenschaft

Im Team gegen Magen-Darm-Infektionen

Manche Medikamente, wie etwa Antibiotika oder Immunsuppressiva, können als Nebenwirkung nützlichen Mikroorganismen (kommunale Mikroorganismen), die man typischerweise in einem gesunden Darm vorfindet, stören oder abtöten. In diesem Fall kann es dann zu einer starken Vermehrung von Krankheitserregern kommen – Infektionen oder Krankheiten sind die Folge. In Industrieländern ist das Bakterium Clostridioides difficile der Hauptauslöser von Magen-Darm-Infektionen nach Antibiotika-Behandlungen. Ein internationales Forscherteam suchte daher nach Mikroorganismen, die ein Anwachsen von C. difficile im Darm verhindern.
Mittels eines ausgeklügelten Systems konnten sie 51 unterschiedliche kommensale Mikroben identifizieren, die sich von denselben Zuckern in der Darmschleimhaut ernähren, die auch C. difficile als Energiequelle dienen.

Danach untersuchten die Forscher in Tests an Mäusen, ob ein Mix aus 5 dieser identifizierten kommensalen Mikroorganismen eine Infektion durch C. difficile verhindern kann, indem sie diesen die Nahrungsquelle streitig machen. Wie sich herausstellte, konnte die Zugabe der identifizierten Mikroben eine Infektion mit C. difficile nicht vollkommen verhindern, wohl aber abschwächen. C. difficile kann Energie offenbar auch aus alternativen Quellen gewinnen und sich so im Darm etablieren. „Der Schlüssel, um eine Infektion endgültig zu verhindern, liegt potentiell in einer komplexeren Mischung aus kommensalen Darmmikroben die zusätzliche Organismen enthält, die mit C. difficile auch um diese alternativen Energiequellen konkurrieren“ meint Erstautorin Fatima Pereira vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften der Universität Wien. Weiterführende Experimente sollten dies klären.

Referenzen:
Universität Wien, ETH Zürich, UFZ Leipzig
Rational design of a microbial consortium of mucosal sugar utilizers reduces Clostridiodes difficile colonization; Nature Communications 2020;(11)5104, https://www.nature.com/ articles/s41467-020-18928-1

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Infektiologie Tropenmedizin Wissenschaft

Malariaerreger nutzt „molekularen Dietrich“

Um seinen Lebenszyklus vollständig durchlaufen und sich effektiv vermehren und ausbreiten zu können, befällt der Malariaparasit Plasmodium Zellen sowohl im Moskito als auch im Menschen: Er dringt in die Speicheldrüsenzellen der Mücke ein, um dann, wenn diese einen Menschen sticht, mit dem Speichel der Mücke in die Haut zu gelangen. Von dort aus wandert er in Blutgefäße, lässt sich mit dem Blutstrom in die Leber transportieren und infiziert dort wiederum Leberzellen. Wie Plasmodium die richtigen Zelltypen in zwei so verschiedenen Arten wie Mücke und Mensch erkennt und gezielt infiziert, ist bisher noch wenig verstanden.

Wissenschaftler um Professor Dr. Friedrich Frischknecht vom Zentrum für Infektiologie, Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg haben nun herausgefunden, dass ein Protein namens TRAP den Parasiten den Zutritt zu verschiedenen Zelltypen ermöglicht. Es funktioniert sogar dann, wenn es von den Forschern verändert zusammengesetzt wurde und erfüllt damit die Funktion eines „molekularen Dietrichs“. Damit kann der Parasit sämtliche Zellen „knacken“ und „infizieren“ während andere Parasiten jeweils nur einen „Schlüssel“ parat haben.

Therapeutisch nutzen lässt sich das neue Wissen derzeit nicht. „Aber ein fundiertes Verständnis der Infektionsmechanismen und Schwachstellen von Plasmodium wird uns in der Bekämpfung der Malaria weiterbringen“, hofft der Parasitologe Frischknecht. Bislang gibt es trotz langjähriger, intensiver Forschung noch keinen zuverlässigen Impfschutz gegen die weit verbreitete Tropenkrankheit.

Referenzen:
UniversitätsKlinikum Heidelberg
Klug D et al.: Evolutionarily distant I domains can functionally replace the essential ligand-binding domain of Plasmodium TRAP, eLife, July 10. 2020; https://doi.org/10.7554/elife.57572

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Immunologie Infektiologie Virologie Wissenschaft

COVID-19: Milder Verlauf, geringe Immunität

Ein milder Verlauf einer Coronavirus-Infektion ist laut einer chinesischen Studie mit einer deutlich geringeren Immunität verbunden. 

In der in der Zeitschrift „Nature Medicine“ veröffentlichten Studie wurden 74 infizierte Personen mit und ohne Symptome der Erkrankung untersucht. Mit dem Ergebnis, dass nur 62% aus der Gruppe ohne Symptome wenige Wochen nach der Infektion noch IgG-Antikörper im Blut hatten. Im Vergleich zu 81% bei Personen mit ausgeprägter Erkrankung.

Die asymptomatischen Patienten produzierten auch weniger an der Immunabwehr beteiligte Zytokine, was auf eine schwächere Immunantwort auf das neue Coronavirus hindeutet. 

Da die meisten Infizierten nur wenige Symptome aufweisen, stellt sich die Frage, ob diese nun eine dauerhafte Immunität besitzen und einer zweiten Welle standhalten können oder ob die natürliche Immune gegen Coronaviren nur ein kurzlebiger Effekt ist.

Referenz:

Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections, Nature Medicine 2020, https://www.nature.com/articles/s41591-020-0965-6#Sec2

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Immunologie Virologie Wissenschaft

Tuberkulose Impfstoff gegen COVID-19?

Ein vor 100 Jahren entwickeltes Tuberkulose-Vakzin macht Geimpfte auch für andere Infektionen unempfindlicher. Dieser Effekt ist lange bekannt, nicht jedoch, wodurch er verursacht wird. Wissenschaftler der Universitäten Nijmegen und Bonn haben nun eine mögliche Antwort auf diese Frage vorgelegt.

Der BCG-Impfstoff (Bacillus Calmette-Guérin) deren Basis lebendige Erreger bilden, führt zu einer „trainierten Immunität“. So schütten die Immunzellen im Blut von Geimpften deutlich mehr Zytokine aus, die wiederum andere andere Abwehrzellen aktivieren. Dazu beeinflusst die Impfung das genetische Programm hämatopoetischer Stammzellen- und das langfristig. Interessant ist zudem ein weiterer Aspekt: Die meisten der Gene, die nach der Impfstoff-Gabe leichter zugänglich werden – werden zusätzlich durch den „hepatic nuclear factor“ kontrolliert. Das sorgt dafür, dass die Immunzellen ihre neu gewonnene Macht „mit Augenmaß“ nutzen, so Studienautor Prof. Andreas Schlitzer, Uni Bonn: „Möglicherweise lässt sich diese Erkenntnis therapeutisch nutzen, um die trainierte Immunität gezielt zu manipulieren“.

Die Ergebnisse sind auch vor dem Hintergrund der Covid-19-Pandemie interessant: Momentan wird der Impfstoff in mehreren Studien zur Verhinderung schwerer Verläufe bei Risikogruppen wie Krankenhaus-Personal und Älteren getestet. Eine Impfung kann zwar vermutlich nicht die Ansteckung mit dem Virus verhindern, aber möglicherweise das Risiko eines schweren Verlaufs reduzieren.

Referenzen:
Limes Institut Universität Bonn
https://www.uni-bonn.de/neues/135-2020
BCG vaccination in humans elicits trained immunity via the hematopoietic progenitor compartment; Cell Host & Microbe, DOI: 10.1016/j.chom.2020.05.014

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