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Epigenetik: Immunisierung geht auf nächste Generation über

Es wird nicht nur vererbt, was in der DNA-Sequenz festgeschrieben ist. Studien zeigen, dass auch Umwelteinflüsse an die nächste Generation weitergegeben werden. Eine Übertragung der Infektionsresistenz auf die nächste Generation wurde bereits bei Pflanzen und wirbellosen Tieren nachgewiesen. Ein internationales Forschungsteam hat nun erstmals gezeigt, dass auch bei Säugetieren Effekte des angeborenen Immunsystems an die nächsten Generationen weitergegeben werden.

Die Forschenden infizierten männliche Mäuse mit Soorpilzen (Candida albicans) und paarten sie mit gesunden Weibchen. Die daraus hervorgehenden Kinder waren deutlich besser vor einer nachfolgenden E. coli-Infektion geschützt als die Nachkommen von nichtinfizierten männlichen Mäusen. Auch die nächste Generation profitierte noch von der Grundimmunisierung.

Das Forschungsteam wies nach, dass die Weitergabe der Immunisierung über eine Hochregulierung eines Gens (MHC-Klasse-II-Komplex) erfolgte, der Teile des Immunsystems aktiviert. Darüber hinaus zeigte sich, dass bei Nachkommen Candida infizierter Väter auch die Aktivität von Genen hochreguliert war, die an Entzündungen beteiligt sind. Bei den Nachkommen der zuvor immunisierten Mäuse erwies sich, dass in Monozyten-Vorläufern Entzündungs-assoziierte Gene besser ausgelesen werden konnten als bei Söhnen nicht-infizierter Väter. “Dies zeigt, dass die Monozyten-Vorläufer des Immunsystems epigenetisch umprogrammiert sind, wenn die Väter zuvor eine Infektion durchgemacht haben”, so Mitautor Andreas Schlitzer, Uni Bonn.
Die ForscherInnen gehen auch davon aus, dass die an Mäusen gewonnenen Erkenntnisse auf den Menschen übertragbar sind.

Referenz:
Radboud University Nijmegen, Universität Bonn, Universität des Saarlandes, Universität Lausanne, Kapodistrian University of Athens
Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations, Nature Immunology 2021; https://www.nature.com/articles/s41590-021-01052-7

#epigenetik #genetik #vererbung #immunisierung #entzuendung #umwelt #infektion #medizin #medimpressions

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Coronaimpfung: Spray statt Spritze

Wer sich vor Nadeln fürchtet oder mRNA-Impfstoffe vermeiden möchte, dem steht in Zukunft möglicherweise ein Alternative zur Impfung zur Verfügung: die Verabreichung eines Impfstoffs via Nasenspray. MolekularbiologInnen an der Universität Graz haben einen Vakzin-Kandidaten entwickelt, der günstig in der Produktion, bei Raumtemperatur haltbar und ohne ausgebildetes Personal als Nasenspray zu verabreichen ist.

Als Trägermaterial für den Impfstoff verwendete das Team um Studienleiter Stefan Schild abgeschnürte Außenmembranen von Cholera- und Kolibakterien. Diese wurden mit Informationen über das charakteristische Spike-Protein des Covid-Erregers „bestückt“, damit das Immunsystem das Virus als Feind erkennt und bekämpfen kann. Im Mausmodell war das potenzielle Vakzin ähnlich wirksam wie die bereits zugelassenen Impfstoffe.

Auch wenn die Entwicklung die aktuelle Welle nicht mehr brechen kann, sieht Schild großes Potenzial für die neue Technologie: „In Afrika sind erst drei Prozent der Bevölkerung immunisiert, und die derzeit verfügbaren Impfstoffe werden sicher nicht ausreichen, um die Pandemie dauerhaft unter Kontrolle zu bringen.“ Gerade die einfache Produktion und Verteilung sieht er als großes Plus seines Kandidaten, den er in enger Zusammenarbeit mit der Tufts University in Massachusetts entwickelt hat. Die Verabreichung über die Nase erhöht wahrscheinlich auch die Wirksamkeit, da die Abwehrkräfte in den Schleimhäuten aktiviert werden, was bei intramuskulären Injektionen nicht der Fall ist. Darüber hinaus kann das bereits bewährte Trägermaterial für eine ganze Reihe weiterer Infektionskrankheiten adaptiert werden.

Referenz:
Universität Graz; Tufts University, Boston
An intranasal vaccine based on outer membrane vesicles against SARS-CoV-2, Frontiers in Microbiology 2021; https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.752739/abstract

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Covid-19: Dreifach erhöhtes Dialyserisiko

Langzeitfolgen einer symptomatischen SARS-CoV-2-Infektion können die Lunge und verschiedene andere Organe betreffen. Darunter auch die Nieren, wie eine eben veröffentlichte Studie an einer Kohorte von über 1,7 Millionen US-Veteranen belegt.  Darunter waren fast 100.000 ehemalige COVID-19-Patienten (30-Tage-Überlebende nach postivem Testergebnis) und 1.6 Millionen nicht-infizierte Kontrollen. Die mediane Nachbeobachtungszeit betrug rund 170 Tage. Analysiert wurden das Risiko einer AKI (akute Nierenschädigung), eine Abnahme der glomerulären Filtrationsrate (eGFR), Notwendigkeit einer chronischen Dialysebehandlung und schwere renale Ereignisse (MAKE, major adverse kidney events). MAKE waren definiert als eGFR-Verlust von mindestens 50%, chronische Dialysepflicht oder Todesfälle.

Die Ergebnisse sind alarmierend: Patienten, die COVID-19 überstanden haben, sind stark gefährdet, eine chronische Nierenerkrankung (CKD) zu erleiden. Gegenüber nicht erkrankten Menschen ist ihr Lebenszeitrisiko ein Dialysepatient zu werden, fast dreimal so hoch. Bei allen ehemals Erkrankten wurde im Verlauf auch ein signifikant erhöhter, jährlicher Verlust der glomerulären Filtrationsrate (eGFR) beobachtet.

Der Anstieg des Risikos von Post-COVID-Nierenschäden war zwar abhängig vom Schweregrad der akuten COVID-19-Erkrankung, doch bereits bei den Erkrankten, die nur ambulant behandelt werden mussten, war das renale Risiko deutlich erhöht. Bei ihnen war der jährliche Rückgang der eGFR im Vergleich zu den Kontrollpatienten fast um das Siebenfache erhöht.

Experten betonen, dass auch die typischen Symptome eines Long-COVID-Syndroms, wie Fatigue, Konzentrationsschwäche oder Kopfschmerzen, Symptome einer chronischen Nierenerkrankung sein können und dass immer auch an eine chronische Nierenerkrankung gedacht werden sollte.

Referenz:
Washington University of Medicine in St. Louis
Kidney Outcomes in Long COVID, J Am Soc Nephrology 2021; https://jasn.asnjournals.org/content/early/2021/08/25/ASN.2021060734

#covid19 #pandemie #niere #nierenerkrankung #dialyse #longcovid #postcovid #medizin #medimpressions

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Kinderkrankheiten: Pandemie verursacht Impflücke

Durch nationale Impfprogramme können Kinderkrankheiten wie Diphterie, Keuchhusten oder Kinderlähmung, die in früheren Jahrhunderten zu viel Leid geführt haben, nun relativ gut bewältigt werden. Während der Corona-Krise sind bei Kindern und Jugendlichen jedoch dramatische Impflücken entstanden, warnen Mediziner.

So wurden durch die Covid-19-bedingten Schulschließungen 2020 und 2021 praktisch keine Schulimpfungen durchgeführt und aus Angst vor Ansteckung erfolgten viel weniger Arztbesuche, berichtet Karl Zwiauer, Facharzt für Kinder- und Jugendheilkunde und Mitglied des Nationalen Impfgremiums: „Deshalb gab es ein dramatisches Abfallen der verabreichten Impfungen.“ So wurden etwa in dieser Zeit nur je rund 40 Prozent der verfügbaren Meningokokken- und Hepatitis-B-Seren, sowie 80 Prozent des Bedarfs an Diphtherie-Tetanus-Keuchhusten-Polio Vakzinen (Impfstoffen) aus dem Gratis-Kinderimpfkonzept abgerufen.

Leider sorgen viele Eltern als „Impfskeptiker“ nicht ausreichend für den Schutz ihrer Kinder vor schweren Erkrankungen, bedauert auch Reinhold Kerbl von der Österreichischen Gesellschaft für Kinder- und Jugendheilkunde (ÖGKJ): „Laut einer Diplomarbeit modifizieren 44 Prozent aller Eltern den Impfplan gravierend, weil sie glauben, Impfungen auslassen oder verschieben zu müssen.“ Die Ärzte plädieren daher an die Eltern, jeden Arztbesuch zu nutzen, um den Impfstatus der Kinder und Jugendlichen zu überprüfen.

Quelle: Pressemeldung Science APA, 21.9.2021; Pandemie verursachte große Impflücke bei Kinderkrankheiten; https://science.apa.at/power-search/7158107689996135161

#kinderkrankheiten #impfplan #impfluecke #pandemie #impfskepsis #impfstatus #polio #medizin #medimpressions

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Covid-19: Was die Entzündung vorantreibt

Schwere COVID-19-Verläufe sind nicht allein auf die Infektion durch SARS-CoV-2, sondern ganz wesentlich auf eine entgleiste Immunreaktion zurückzuführen. Ein deutsch -österreichisches Forschungsteam hat jetzt eine zelluläre Stressreaktion identifiziert, die zur Immun-Entgleisung maßgeblich beiträgt: die Seneszenz.

Als programmierter Zellteilungsstopp bewahrt sie den menschlichen Körper davor, dass Krebs entsteht. Seneszente Zellen sondern aber auch entzündungsfördernde Botenstoffe ab, die etwa für Prozesse wie die Wundheilung wichtig sind. Im Übermaß produziert, fördern diese Entzündungsvermittler altersbedingte Krankheiten wie die Gefäßverkalkung. Jetzt zeigte sich, dass auch eine virale Infektion Seneszenz auslösen kann. „Offenbar ist das zelluläre Stressprogramm der Seneszenz ein sehr wichtiger Treiber eines Entzündungssturms, der eine Vielzahl charakteristischer Merkmale der COVID-19-Lungenentzündung, wie Gefäßschädigungen oder Mikrothrombosen, maßgeblich verursacht“, erklärt Soyoung Lee, Erstautorin der Studie. 

 „Diese entzündliche Überreaktion frühzeitig mit spezifischen Wirkstoffen zu unterbrechen, hat in unseren Augen großes Potenzial, eine neue Strategie zur Behandlung von COVID-19 zu werden“, meint auch Teamleiter Clemens Schmitt, Johannes-Kepler Universität Linz.
Das Team untersuchte im Tiermodell bereits den Effekt von vier Wirkstoffen, die gezielt seneszente Zellen angreifen: Navitoclax, Fisetin, Quercetin und Dasatinib.
Alle vier Substanzen – zum Teil allein, zum Teil in Kombination – waren bei Hamstern und Mäusen in unterschiedlichem Maße in der Lage, den Entzündungssturm zu normalisieren und die Lungenschädigung abzuschwächen. Die kombinierte Auswertung zweier kleinerer Studien deutet an, dass eines der Senolytika auch beim Menschen die Wahrscheinlichkeit eines schweren COVID-19-Verlaufs senken könnte.

Referenz:
JKU Linz, Charité Berlin, MDCVirus-induced senescence is driver and therapeutic target in COVID-19, Nature 2021; https://www.nature.com/articles/s41586-021-03995-1

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Corona: Neue Erkenntnisse zu Hirnvenenthrombosen nach Impfung

Bereits im März dieses Jahres hat die Arbeitsgruppe um Andreas Greinacher die Ursachen für die Entstehung von Hirnvenenthrombosen nach einer AstraZeneca-Impfung aufgeklärt, einen Labortest zum Nachweis sowie eine Behandlungsmöglichkeit entwickelt. Die Ursache für die schwere Impfnebenwirkung VITT sind Antikörper gegen das Thrombozytenprotein Plättchenfaktor 4 (PF4), die die Blutgerinnung stark aktivieren. Die Antikörper werden durch Bestandteile im Impfstoff, die sich an PF4 binden, ausgelöst. Diese Ergebnisse wurden mittlerweile von mehreren Arbeitsgruppen international bestätigt.

Jetzt haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass die gefährlichen Anti-PF4-Antikörper bei den meisten Patienten innerhalb von drei Monaten wieder verschwinden. Betroffene sind also nicht langfristig gefährdet, immer wieder neue Thrombosen zu bekommen. Die Antikörper aktivieren die Blutgerinnung nur eine kurze Zeit nach der Impfung. „Dies ist eine unglaublich gute Nachricht für alle Betroffenen und ihre Familien“, betont Erstautorin Linda Schönborn: „Menschen, die nach der ersten Impfung die schwere Nebenwirkung Vakzin-induzierte Immunthrombozytopenie und Thrombosen (VITT) entwickelt haben, können ein zweites Mal geimpft und so vor Covid-19 geschützt werden.“


Inzwischen wurden viele der betroffenen VITT-Patienten bereits ein zweites Mal geimpft, um einen vollen Schutz gegen Covid-19 zu erhalten. Bei keinem hat die zweite Impfung mit einem mRNA-Impfstoff von BioNTech Pfizer oder Moderna zu Komplikationen geführt. Von Bedeutung sind die Ergebnisse auch in Ländern, in denen nur Adenovirus-basierte Impfstoffe, wie die von AstraZeneca oder Johnson&Johnson zur Verfügung stehen.

Referenz:
Universität Greifswald
Decline in Pathogenic Antibodies over Time in VITT, N Engl J Med 2021; https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc2112760

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Natürliche Killerzellen steuern auch die Wundheilung

Natürliche Killerzellen (eine Untergruppe der weißen Blutzellen) töten nicht nur Krebszellen oder virusinfizierte Zellen ab. Sie steuern bei Hautverletzungen auch die Balance zwischen Wundheilung und Bakterienabwehr. Dies belegt eine Untersuchung der Universität Zürich.

Natürliche Killerzellen kommunizieren laufend mit anderen Abwehrzellen und beeinflussen deren Aktivität. Dazu sondern sie sogenannte Zytokine (Botenstoffe) ab. In ihrer Studie stellten die Forschenden fest, dass Killerzellen auch Hautverletzungen infiltrieren, in denen sehr niedrige Sauerstoffkonzentrationen herrschen. In solchen Geweben stellen Killerzellen ihre Genaktivität um und passen sich so dem Sauerstoffmangel an. Verantwortlich für diese Umstellung sind sogenannte HIF-Signalfaktoren. Fehlt in Mäusen einer dieser Signalfaktoren namens HIF-1α, ist die Ausschüttung bestimmter Zytokine beeinträchtigt. Als Reaktion darauf wird das Wachstum von Blutgefäßen in der Haut und damit die Wundheilung beschleunigt, während die Bekämpfung bakterieller Infektionen gedrosselt wird. Die Balance verschiebt sich so in Richtung Wundheilung.

In der Biomedizin wird intensiv nach Möglichkeiten gesucht, um Wundheilungsprozesse zu beeinflussen. Dieser Ansatz könnte funktionieren, allerdings muss damit möglicherweise ein erhöhtes Infektionsrisiko in Kauf genommen werden.
Die Wissenschaftler sehen aber noch weiteres Potenzial: Bei Krebstherapien werden heute auch Therapeutika eingesetzt, die Killerzellen aktivieren und stimulieren, so dass diese vermehrt die Krebszellen abtöten. „Unsere Daten weisen darauf hin, dass diese Medikamente auch bei bakteriellen Infektionen nützlich sein könnten – was angesichts der zunehmend antibiotikaresistenten Keime unbedingt weiter erforscht werden sollte“, so Studienleiter Christian Stockmann.

Referenz:
Universität Zürich
NK cells in hypoxic skin mediate a trade-off between wound healing and antibacterial defence, Nature Comm 2021, https://www.nature.com/articles/s41467-021-25065-w

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Covid-19: Genetische Risikofaktoren entdeckt

Eine Coronavirus-Infektion trifft nicht alle Patienten gleich schwer. Übergewichtige, Patienten mit bestimmten Vorerkrankungen und ältere Personen haben ein erhöhtes Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf. Eine Rolle scheint auch die genetische Veranlagung zu spielen. Das ist das Ergebnis einer internationalen Studie unter der Leitung der Charité Berlin.

Die Studie umfasste 435 Patienten über 18 Jahren aus Deutschland, Spanien, der Schweiz und den USA, von denen manche kaum, andere schwer erkrankt waren. Die Wissenschaftler konzentrierten sich bei ihrer Suche auf das Humane Leukozytenantigen-System (HLA-System). Dabei handelt es sich um eine Gruppe menschlicher Gene, die für die Funktion des Immunsystems zentral sind und eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr spielen. Deren Moleküle befinden sich auf der Oberfläche von weißen Blutkörperchen.

Die Wissenschaftler fanden nun Hinweise darauf, dass ein bestimmter HLA-Subtyp namens HLA-C*04:01 mit einem schweren klinischen Verlauf von Covid-19 einhergeht. Träger dieser Genvariante haben offenbar ein doppelt so hohes Risiko, im Krankheitsfall künstlich beatmet werden zu müssen. Dieses Wissen bietet jetzt die Möglichkeit, Patientengruppen mit einem erhöhten Risiko für schwere Krankheitsverläufe zu identifizieren. Die Allelhäufigkeit in Spanien, der Schweiz und Deutschland wird mit etwa 16 Prozent angegeben.

Referenz:
Charité Berlin
Increased risk of severe clinical course of COVID-19 in carriers of HLA-C*04:01; EClinicalMedicine 2021; https://www.thelancet.com/journals/eclinm/article/PIIS2589-5370(21)00379-5/fulltext

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Covid-19: 20% der Erkrankten bilden keinen Immunschutz

Rund zwanzig Prozent von an Covid-19 genesenen Menschen entwickeln keinen Immunschutz gegen SARS-CoV-2. Zu diesem Resultat kam ein Forschungsteam der MedUni Wien um den Allergologen und Immunologen Rudolf Valenta. Es zeigte sich in einer Studie, dass der entscheidende Immunschutz, der das Andocken und Eindringen in die Körperzellen verhindert, nur dann entsteht, wenn man Antikörper speziell gegen die gefaltete Rezeptorbindungsdomäne (RBD) des Spikeproteins bilden kann. Diese Andockstelle ändert sich auch bei Virusmutanten nicht wesentlich. Manchen Menschen ist das jedoch aus unterschiedlichen Ursachen nicht möglich. Abhilfe könnte ein Antigen-basierter, auf RBD abzielender Impfstoff schaffen, der aber noch nicht zur Verfügung steht.

Die Studie analysierte die Antikörperantwort von 250 Personen nach milder und schwerer Infektion mit Hilfe der an der MedUni Wien entwickelten Mikroarray (Chip)- Technologie, wobei eine Vielzahl an Virus-Antigenen auf einen Chip in mikroskopischer Größe maschinell aufgebracht werden. Zusätzlich wurden überlappende Eiweißbruchstücke (Peptide) dieser Virusantigene darauf fixiert, die das ganze Spikeprotein abdecken, auf dem die Rezeptorbindungsdomäne (RBD) sitzt.

Die Erwartung der ForscherInnen war, dass eine Immunreaktion auf die Peptide erfolgen würde, jedoch kam es nur gegenüber dem intakten, dreidimensional gefalteten Spikeprotein zu Antikörperbildung. Ausschließlich eine Antikörper-Antwort gegen das gefaltete Protein, nicht aber gegen Teile davon, schützt gegen die Infektion. Wenn jemand keine Antikörper gegen die gefaltete RBD bilden kann, ist er also weniger geschützt. Das könnte auch auf geimpfte Personen zutreffen, meinen die Forscher. Es ist daher möglich, dass Impfdurchbrüche durch eine mangelnde Entwicklung von Antikörpern gegen gefaltetes RBD erklärbar sind.

Referenz:
MedUni Wien
Neutralization of SARS-CoV-2 requires antibodies against conformational receptor-binding domain epitopes, Allergy 2021; https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/all.15066

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Kaiserschnitt: kein erhöhtes Risiko für Atemwegserkrankungen

Verschiedene Studien haben einen Zusammenhang zwischen der Geburt per Kaiserschnitt (Sectio) und dem Auftreten eines erhöhten Risikos für spätere Atemprobleme festgestellt, wobei ein möglicherweise erhöhtes Risiko für Allergien und Erkrankungen des Atmungssystems postuliert wird. Es wird vermutet, dass Faktoren, die die Entwicklung des Mikrobioms und des Immunsystems des Neugeborenen beeinflussen, eine große Rolle spielen. Hier werden der Kontakt mit dem Mikrobiom der Mutter im Geburtskanal aber auch der Zeitpunkt und die Art des Einsatzes von Antibiotika unter der Geburt, sowie epigenetische Effekte von Stress unter der Geburt erwähnt.

Eine umfangreiche Schweizer Langzeitstudie, die 578 gesunde Termingeborenen einschloss, konnte jedoch keine erhöhten Risiken für Atmungsprobleme nach Kaiserschnittgeburt ermitteln. Bei den Kindern wurden während des ersten Lebensjahres wöchentlich detailliert die Symptome von Atemwegserkrankungen erhoben, sowie im Alter von 6 Wochen eine Lungenfunktion durchgeführt. Nach sechs Jahren wurden die Lungenfunktion, sowie erworbene Erkrankungen des Atmungssystems und die Allergieneigung erhoben. Damit ist diese Studie eine der längsten um umfangreichsten zum Thema, weshalb auch die Aussagekraft der Resultate als hoch eingestuft wird.

Die Ergebnisse im Detail: schon im ersten Lebensjahr konnte kein Zusammenhang zwischen Kaiserschnitt-Geburten und Erkrankungen des Atmungssystems mehr nachgewiesen werden. Die Lungenfunktionen von Kindern nach Normalgeburt und nach Kaiserschnitt wiesen keinen Unterschied auf, weder 6 Wochen nach Entbindung noch nach sechs Jahren.

Referenz:
Universität BernAre children born by cesarean section at higher risk for respiratory sequelae?, Am J of Obstetrics and Gynecology 2021; https://doi.org/10.1016/j.ajog.2021.07.027

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