Wie ein Pilz unser Immunsystem kapert

Menschliche Immunzellen schütten als Reaktion auf eine Infektion mit Candida albicans Vesikel aus.
(c) Christine Skerka / Leibniz-HKI

Der Hefepilz Candida albicans regt bei einer Infektion die Ausschüttung winziger RNA-Schnipsel an, die dann sein Wachstum stimulieren. Das hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) in Jena entdeckt. Diese ungewöhnliche Ausnutzung des menschlichen Immunsystems kann Krankheitsprozesse erklären und liefert neue Ansätze für die Therapie von Pilzinfektionen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift mBio veröffentlicht.

Candida albicans (blau) nimmt menschliche microRNA (rot) aus extrazellulären Vesikeln auf.
(c) Luke Donald Halder / Leibniz-HKI

Der Pilz Candida albicans gehört zum Leben der meisten Menschen dazu, ohne dass er Probleme verursacht. „Candida albicans befindet sich bei drei Viertel aller Menschen auf der Haut. Normalerweise herrscht ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Immunsystem, dem Pilz und anderen Mikroorganismen“, sagt Christine Skerka. Bei immungeschwächten Menschen kann er jedoch in die Blutbahn eindringen und lebensbedrohliche Infektionen auslösen. Skerka leitet die Gruppe Immunregulation am Leibniz-HKI und ist Professorin an der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Ein Forschungsteam um Christine Skerka hat nun herausgefunden, dass der Pilz dafür die menschliche Immunabwehr gezielt ausnutzt. Er setzt Signalmoleküle frei, die von speziellen Immunzellen, den Monozyten, erkannt werden und dort die Ausschüttung von bestimmten microRNAs anregen. Diese lösen dann beim Pilz vermehrtes Wachstum aus.

MicroRNAs sind sehr kleine RNA-Schnipsel, die nicht wie üblich in Enzyme oder andere Proteine übersetzt werden. Stattdessen regulieren sie die Genexpression, indem sie sich an andere RNA-Moleküle heften und deren Ablesen verhindern. Sie sind evolutionär konserviert, das heißt Säugetiere wie der Mensch und Pilze, Bakterien oder Pflanzen haben sehr ähnliche Varianten davon. „MicroRNAs sind ein sehr effektives System, mit dem wir uns schnell an ständig wechselnde Gegebenheiten anpassen können“, erklärt Skerka. Gleichzeitig ist deren Ähnlichkeit zwischen Organismen vermutlich der Grund, dass Candida albicans das menschliche Immunsystem derart überlisten kann. „Dass der Pilz unsere Immunantwort so spezifisch ausnutzt, ist schon erstaunlich“, so die Immunbiologin.

Skerka und ihr Team fanden heraus, dass microRNAs mithilfe kleiner Vesikel von menschlichen Immunzellen zu den Pilzzellen transportiert werden. „Diese Vesikel dienen normalerweise der Kommunikation zwischen den Zellen eines Organismus“, so Matthew Blango, Leiter der Nachwuchsgruppe „RNA-Biologie von Pilzinfektionen“ am Leibniz-HKI, der die Forschung mit seiner Expertise unterstützt hat. Neben microRNA enthalten sie einen Cocktail anderer Moleküle. Durch ihre Membran sind sie vor äußeren Einflüssen geschützt und über bestimmte Rezeptoren finden sie ihre Zielzelle. Auch hier wirkt der Pilz offenbar ein. „Unser Immunsystem markiert Candida albicans mit bestimmten Molekülen als Eindringling. In den Vesikeln sind jetzt genau die Rezeptoren hochreguliert, die an diese Marker binden“, erläutert Erstautor Luke Halder, der seine Doktorarbeit im Team von Christine Skerka anfertigte.

Die Erkenntnisse aus der Studie könnten die Therapie von Pilzinfektionen verbessern, indem die entsprechenden microRNAs gezielt unterdrückt werden. Dafür ist allerdings noch weitere Forschung nötig. „Bisher wissen wir noch nicht, wofür die von uns identifizierte microRNA bei der Bekämpfung einer Infektion eigentlich dient“, sagt Skerka.

An der Arbeit waren neben weiteren Forscherinnen und Forscher des Leibniz-HKI und der Universität Jena auch Arbeitsgruppen der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, der Medizinischen Universität Innsbruck und des Israel Institute of Technology beteiligt. Die Kooperation wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereichs/Transregios 124 FungiNet und des Exzellenzclusters Balance of the Microverse gefördert. Die Gruppe „RNA-Biologie der Pilzinfektionen“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christine Skerka
Leibniz-HKI
Infektionsbiologie, Leiterin der Gruppe Immunregulation
christine.skerka@leibniz-hki.de

Originalpublikation:

Halder LD, Babych S, Palme DI, Mansouri-Ghahnavieh E, Ivanov L, Ashonibare V, Langenhorst D, Prusty B, Rambach G, Wich M, Trinks N, Blango MG, Kornitzer D, Terpitz U, Speth C, Jungnickel B, Beyersdorf N, Zipfel PF, Brakhage AA, Skerka C (2022) Candida albicans induces cross-kingdom miRNA trafficking in human monocytes to promote fungal growth. mBio, https://www.doi.org/10.1128/mbio03563-21

https://www.leibniz-hki.de

Media Contact

Ronja Münch Pressestelle
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neuroprothese aktiviert neue Verbindungen im Gehirn nach Schlaganfall

In der modernen Neuroprothetik wird erforscht, wie Menschen mit Lähmungen verloren gegangene Funktionen durch technologische Hilfsmittel wiedererlangen können. Hierbei versuchen die Patientinnen und Patienten die gelähmten Gliedmaßen zu bewegen –…

Ähnlichkeit von Hepatozyten aus Leber und aus Stammzellen verbessert

Die Forschung mit Stammzellen wird immer wichtiger, denn Stammzellen können sich in jede beliebige Körperzelle entwickeln – in Haut-, Nerven- oder Organzellen wie Leberzellen, die sogenannten Hepatozyten. Stammzellen können daher…

Hinweisschild für Abwehrzellen

Internationale Studie klärt Zusammenhänge der adaptiven Immunantwort auf. Wie erkennen T-Killerzellen von Viren befallene Körperzellen? Körperfremde Bestandteile werden als Antigene auf der Zelloberfläche wie eine Art Hinweisschild präsentiert. Die Langzeitstabilität…

Partner & Förderer