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Sepsis: Saarbrücker Forscher belegen hemmende Wirkung eines Proteins bei Immunabwehr

12.05.2015

Rund 150.000 Menschen erkranken in Deutschland jährlich an einer Sepsis, auch als Blutvergiftung bekannt. Etwa ein Drittel stirbt daran. Bei einer Sepsis kommt es zunächst zu einer Überreaktion des Immunsystems. Im späteren Verlauf arbeitet die körpereigene Abwehr dann nicht mehr richtig.

In einer aktuellen Studie haben Pharmazeuten der Saar-Uni nachgewiesen, dass ein bestimmtes Protein (GILZ) die körpereigene Abwehr herabsetzt. Es blockiert wichtige Immunzellen, die Makrophagen. Die Forscher haben das Protein genetisch ausgeschaltet. Das Ergebnis: Die Immunzellen konnten ihrer Aufgabe wieder nachkommen.


Die Abbildung zeigt aus menschlichem Lungengewebe isolierten Makrophagen.

Foto: AG Kiemer

Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of Immunology“ veröffentlicht.

Bei einer Sepsis gelangen Erreger – meist Bakterien – und ihre Giftstoffe ins Blut. Von einem lokalen Entzündungsherd ausgehend, etwa einer Lungenentzündung, verbreiten sie sich und befallen Organe und letztlich den ganzen Körper. Bei Betroffenen kommt es unter anderem zu Fieber, Blutdruckabfall und Herzrasen. Wird diese erste Phase der Sepsis überstanden, ist das Überleben der Patienten jedoch keineswegs gesichert.

Um den Erregern Einhalt zu gebieten, läuft das Immunsystem auf Hochtouren. Allerdings führt diese Überreaktion zu einer Immunsuppression – die körpereigene Abwehr arbeitet nicht mehr richtig, wodurch weitere Keime dem Organismus zusetzen können.

„Patienten können in der späteren Phase der Sepsis dann an den Folgen einer solchen Sekundärinfektion sterben“, sagt Alexandra K. Kiemer, Professorin für Pharmazeutische Biologie an der Universität des Saarlandes.

„Bei diesen Abwehr-Prozessen spielen Makrophagen eine wesentliche Rolle.“ Diese Immunzellen beseitigen bei gesunden Menschen Erreger und aktivieren über Botenstoffe andere Immunzellen. Bei einer Sepsis können die Zellen keine ausreichende Immunantwort mehr vermitteln – Fachleute bezeichnen dies als Endotoxin-Toleranz.

Das Forscherteam um Kiemer und Jessica Hoppstädter, Erst-Autorin der Studie, hat nun untersucht, wodurch diese Toleranz bei Makrophagen hervorgerufen wird. Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass hierfür ein bestimmtes Protein namens GILZ (Glucocorticoid-induzierter Leuzin Zipper) verantwortlich ist. Im Immunsystem nimmt es eine wichtige Schlüsselrolle ein: So unterbindet es bei Makrophagen normalerweise Entzündungsreaktionen.

„Kommt es aber im Körper zu einer Entzündung, bauen die Immunzellen das Molekül ab. Dieser Schritt ist wichtig, damit die Zellen eine ausreichende Immunantwort vermitteln und etwa Botenstoffe aussenden, um andere Immunzellen zu aktivieren“, erklärt Jessica Hoppstädter. Wie sich das Protein bei einer Sepsis verhält, haben die Forscher sowohl bei menschlichen Makrophagen aus Lungengewebe als auch bei Mäusen überprüft. „Wir haben nachgewiesen, dass GILZ nicht abgebaut wird und zum Teil sogar in erhöhter Konzentration vorkommt“, so die promovierte Pharmazeutin weiter.

In einem nächsten Schritt haben die Wissenschaftler das Protein genetisch ausgeschaltet und die Funktion der Immunzellen getestet. „Wir haben festgestellt, dass die Makrophagen wieder in der Lage waren, eine Immunantwort zu vermitteln“, sagt Hoppstädter. „Die Endotoxin-Toleranz wurde aufgehoben.“ Folgestudien müssten nun zeigen, warum Makrophagen GILZ bei einer Sepsis nicht abbauen können.

Die Erkenntnisse können Forscher nutzen, um beispielsweise eine Therapie zu entwickeln, die hilft, das Immunsystem bei Sepsis-Patienten aufrechtzuerhalten. An der Studie waren neben den Saarbrücker Pharmazeuten noch Forscherkollegen aus dem italienischen Perugia beteiligt. Das Lungengewebe zur Gewinnung der untersuchten Zellen hat das HerzZentrum Saar der SHG Kliniken Völklingen zur Verfügung gestellt.

Die Studie wurde veröffentlicht: Hoppstädter J, Kessler SM, Bruscoli S, Huwer H, Riccardi C, Kiemer AK. 2015. Glucocorticoid-induced leucine zipper (GILZ): a critical factor in macrophage endotoxin tolerance.
DOI: doi/10.4049/jimmunol.1403207

Fragen beantworten:
Prof. Dr. Alexandra K. Kiemer
Pharmazeutische Biologie
Tel.: 0681 302-57311 oder -57322
E-Mail: pharm.bio.kiemer(at)mx.uni-saarland.de

Dr. Jessica Hoppstädter
Pharmazeutische Biologie
Tel.: 0681 302-57304
E-Mail: j.hoppstaedter(at)mx.uni-saarland.de

Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-2601).

Melanie Löw | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

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