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Schlüsselspieler in der körpereigenen Verteidigung

19.12.2016

Wichtiger Bestandteil der Immunabwehr gegen Pilzinfektionen entdeckt

Pilzinfektionen sind eine ernstzunehmende Gesundheitsgefahr. Gerade bei Menschen, deren Abwehrkräfte durch eine Krankheit oder Chemotherapie geschwächt sind, können sie schwerwiegende Folgen haben. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat jetzt einen wichtigen Baustein der körpereigenen Abwehr gegen Pilze entdeckt. Die Entdeckung erklärt unter anderem, warum Menschen mit bestimmten Genvarianten anfälliger für Pilzinfektionen sind.


Professor Jürgen Ruland und sein Team haben einen wichtigen Baustein in der Immunabwehr gegen Pilzinfektionen gefunden. (Bild: A. Heddergott / TUM)

Um sich gegen Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Pilze zu wehren, verfügt der Körper über ein kompliziertes Sicherheitssystem. Bilder wie das der weißen Blutkörperchen als „Körperpolizei“, die Eindringlinge aufspürt und unschädlich macht, greifen viel zu kurz, wenn es darum geht, sich die Funktionsweise des Immunsystems vorzustellen.

Bevor im Körper die Abwehrreaktion beginnt, finden auf molekularer Ebene komplexe Ketten von biochemischen Reaktionen statt. In vielen Fällen sind den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die sich mit einer bestimmten Immunreaktion beschäftigen, noch gar nicht alle Glieder dieser Ketten bekannt.

So ist es auch im Fall der angeborenen oder innaten Immunantwort auf bestimmte Pilze, die das Team um Professor Jürgen Ruland, Inhaber des Lehrstuhls für Klinische Chemie und Pathobiochemie, untersucht hat. Bekannt war, dass am Anfang der Reaktion sogenannte C-Typ Lektin-Rezeptoren von Zellen im Blut oder Gewebe bestimmte Moleküle auf Pilzzellen erkennen und die Kettenreaktion, die auch Signalweg genannt wird, in Gang setzen.

Zudem weiß man schon länger, dass das Protein CARD9 ein wichtiger Bestandteil dieser Kette ist. Nur wenn dieses Molekül im Körper vorhanden ist, kann am Ende eine Entzündungsreaktion ausgelöst werden, die dafür sorgt, dass die Pilzzellen zerstört werden.

Ein dreifaches Kettenglied

Jürgen Ruland und sein Team konnten zeigen, dass noch bevor CARD9 seine Funktion in der Kette wahrnehmen kann, die sogenannten Vav-Proteine aktiv werden müssen. Im menschlichen Körper kommen drei dieser Proteine vor – Vav1, Vav2 und Vav3. Sind alle drei ausgeschaltet, ist der Körper besonders anfällig für die Pilzinfektion, selbst wenn CARD9 im Körper vorhanden ist. Als Signalmoleküle spielen die Vav-Proteine für verschiedene Prozesse eine Rolle, darunter auch andere Immunreaktionen. „Bislang waren die Funktionen der Vav-Proteine aber im Wesentlichen als Teil des erworbenen oder adaptiven Immunsystems bekannt.

Ihre Funktionen in der angeborenen Immunantwort, die im Zentrum unserer Arbeit steht, sind noch weitgehend unerforscht“, erläutert Dr. Susanne Roth, Erstautorin der Studie. Wie der Name sagt, bedeutet die erworbene Immunantwort, dass der Körper erst im Laufe seines Lebens lernt, sich gegen einzelne Substanzen zu wehren. Welche Stoffe im Rahmen der angeborenen Immunantwort bekämpft werden, ist dagegen schon vor der Geburt im Erbgut festgeschrieben.

Dass die Vav-Proteine für die angeborene Widerstandskraft gegen Pilzinfektionen wichtig sind, konnten die Autorinnen und Autoren zudem anhand von Patientendaten zeigen: Unter einer Gruppe von Menschen, die an einer Infektion mit Candida-Hefepilzen erkrankt waren, war eine bestimmte Genvariante überproportional häufig vertreten. Diese sorgt dafür, dass Vav3 in einer leicht veränderten Form auftritt. Vav3 ist das Protein, dessen Fehlen sich in den vorangegangenen Versuchen am stärksten auf die Immunreaktion ausgewirkt hatte.

Neue Möglichkeiten für Prognose und Therapie

Die neuentdeckte Rolle der Vav-Proteine könnte in Zukunft beispielsweise genutzt werden, um diagnostische Verfahren zu entwickeln. „Denkbar wäre ein Risikoprofil für Chemotherapie-Patienten zu entwickeln“, sagt Jürgen Ruland. Mithilfe von Genanalysen könne man gegebenenfalls feststellen, welche Patienten besonders anfällig für Pilzinfektionen sind.

Der Immunmechanismus, den die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachjournal „Cell Reports“ beschrieben haben, könnte zudem helfen, Krankheiten gezielt zu bekämpfen. „Jetzt können wir Strategien entwickeln, um den Signalweg gezielt zu beeinflussen“, erläutert Ruland. „Wenn es gelingt, ihn künstlich anzuschalten, ließe sich das zum Beispiel für Impfungen nutzen. Wir nehmen außerdem an, dass die entdeckten Mechanismen der Vav-Proteine nicht nur bei der Immunreaktion gegen Pilzinfektionen eine Rolle spielen.“ Die C-Typ Lektin-Rezeptoren, die Pilzmoleküle erkennen, identifizieren auch Moleküle auf bestimmten Bakterien, Viren und Parasiten. Es ist daher wahrscheinlich, dass die Immunreaktion gegen diese auf dem gleichen Weg ausgelöst wird.

Publikation:

S. Roth, H. Bergmann, M. Jaeger, A. Yeroslaviz, K. Neumann, P.-A. Koenig, C. Prazeres da Costa, L. Vanes, V. Kumar, M. Johnson, M. Menacho-Márquez, B. Habermann, V. L. Tybulewicz, M. Netea, X.R. Bustelo, J. Ruland. "Vav Proteins Are Key Regulators of Card9 Signaling for Innate Antifungal Immunity". Cell Reports 17:10, December 2016, 2572–2583. DOI: 10.1016/j.celrep.2016.11.018

Kontakt:

Prof. Dr. med. Jürgen Ruland
Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie
Klinikum rechts der Isar
Technische Universität München
Tel.: +49 89 4140-4751
E-Mail: j.ruland@tum.de

Weitere Informationen:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124716315741 Volltext des Artikels

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de

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