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Dienstag, 23.05.2017
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Immunsystem: Dimension entscheidet über Abwehr-Erfolg

Immunzellen am effektivsten, wenn Erreger in „gewohnter“ Umgebung auftritt

Die Fresszellen der körpereigenen Abwehr sind gegen einen eingedrungenen Krankheitserreger nicht immer gleich effektiv. Ausschlaggebend ist offenbar, ob der Erreger normalerweise zweidimensionale Gewebeoberflächen oder aber dreidimensionale Körperumgebungen befällt. Ein unverhofftes „Umschalten“ zwischen den Dimensionen scheint die Immunzellen dagegen zu schwächen.
Zellen der Immunabwehr

Zellen der Immunabwehr

Forscher am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig nahmen für ihre Untersuchungen die menschliche Immunabwehr gegen zwei krankheitserregende Pilze, Aspergillus fumigatus und Candida albicans, unter die Lupe. So gelangt der Pilz Aspergillus fumigatus in der Regel durch Einatmen in die Lunge. Er bleibt an der Oberfläche der Lungenbläschen hängen. "Dort kann ihn ein gesundes, funktionierendes Immunsystem leicht beseitigen", erklärt Dr. Matthias Gunzer, Arbeitsgruppenleiter am Helmholtz-Zentrum.

Dimensionen entscheidend


Die Versuche zeigten: In zweidimensionalen Umgebungen wie eben auf den Lungenbläschen- Oberflächen erweisen sich die Immun-Fresszellen als besonders "tüchtig", wenn es an das Vernichten von Aspergillus-Pilzen geht. In der dritten Dimension, wie etwa zwischen den Zellschichten eines Körpergewebes, tun sie sich wesentlich schwerer und scheitern vielfach bei dem Versuch, den Krankheitserreger zurückzudrängen.

Bei Candida albicans verhält es sich genau umgekehrt: Dieser Schadpilz siedelt sich bevorzugt in Schleimhäuten an. Gefährlich wird Candida, wenn er in das darunterliegende Gewebe einwächst und sich dort festsetzt. Das gelingt ihm bei gesunden Menschen kaum, denn in der dreidimensionalen Umgebung des Gewebes wird Candida albicans von den Immunzellen schnell erkannt und beseitigt. Dafür haben die körpereigenen Fresszellen wiederum Probleme, in einer zweidimensionalen Umgebung, auf einer Oberfläche, mit Candida albicans fertig zu werden. "Es scheint, als hätte die Evolution die Immunzellen so optimiert, dass sie Erreger wie Candida albicans und Aspergillus fumigatus am besten an ihrer natürlichen Einfallspforte zurückschlagen können", sagt Gunzer.


Ursache für „Ausfälle“ des Immunsystems?


Der Nachteil dieser natürlichen Optimierung: Nistet sich der tückische Pilz an einem für ihn untypischen Ort ein, können ihn die Immunzellen nicht effektiv bekämpfen. Das könnte der Grund dafür sein, warum zum Beispiel Aspergillus fumigatus sich rasant und aggressiv ausbreitet, wenn er in das Blut gelangt und von dort aus in Körpergewebe einwandert.

"Die Folgen sind manchmal dramatisch", sagt der Helmholtz- Forscher. "Mäuse zum Beispiel, bei denen sich dieselben Krankheitsbilder zeigen wie beim Menschen, werden mit zweihundert Millionen Konidien - das sind die sporenähnlichen Dauerformen von Aspergillus fumigatus - leicht fertig, wenn sie sie einatmen. Gelangen aber nur zweieinhalb Prozent dieser Menge in ihr Blut, dann sterben die Tiere."

Gunzer hofft, dass seine Erkenntnisse helfen werden, wirksamere Behandlungsmethoden gegen Pilzinfektionen zu entwickeln - etwa durch gezielte Stimulation von Immunzellen, wenn sie unter erschwerten Bedingungen arbeiten und einen Erreger am "falschen" Ort bekämpfen müssen.
(Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, 23.02.2007 - NPO)
 
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