Calprotectin gegen tödlichen Schimmelpilz

Forscherinnen und Forscher der Universität und des Universitäts-Kinderspitals Zürich haben nun entdeckt, dass das Protein Calprotectin eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr gegenüber einer Infektion mit diesem Pilz spielt. Diese Erkenntnis könnte zu einer neuen Behandlungsform für Patientinnen und Patienten mit septischer Granulomatose führen.

Infektionen mit Schimmelpilzen können bei Patienten mit chronischer Neutropenie oder einer Funktionsstörung der Neutrophilen zu lebensbedrohlichen Erkrankungen wie zum Beispiel einer septischen Granulomatose (CGD) führen.

An dieser angeborenen Immunschwächekrankheit erkrankt weltweit eins von 70’000 Neugeborenen pro Jahr. Kinder mit CGD leiden häufig unter lebensbedrohlichen mikrobiellen Bakterien- und Pilzinfektionen.

Sie sterben vor allem an Infektionen mit dem Schimmelpilz Aspergillus, bevor eine Knochenmarktransplantation oder Gentherapie ihnen hätte helfen können. Bei gesunden Menschen setzen die weissen Blutkörperchen, auch Neutrophile genannt, reaktive Sauerstoffverbindungen frei, um eindringende Pathogene abzutöten und zu verdauen. Bei CGD-Patienten fehlt den Neutrophilen die Fähigkeit, diese Mikroben abzutöten.

Janine Reichenbach, Fachärztin für klinische Immunologie und Forschungsgruppenleiterin am Universitäts-Kinderspital in Zürich untersucht die Mechanismen der angeborenen Immunität gegenüber Infektionen. In früheren Studien hat sie zusammen mit anderen Forschenden herausgefunden, dass normale Neutrophile extrazelluläre Strukturen bilden. Diese werden Neutrophile Extrazelluläre Fallen oder NETs genannt. Das besondere an diesen netzartigen Strukturen ist, dass sie Aspergillus-Pilze aufnehmen und einschliessen können, um die Infektion effizient zu kontrollieren.

Die Wissenschaftler des Universitäts-Kinderspitals Zürich haben in einem vom CGD Research Trust UK und der Gebert Rüf Stiftung (Programm «Rare Diseases – New Approaches») geförderten Projekt in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Umeå in Schweden neue Informationen zu CGD gewonnen. Sie verglichen die Funktion der Neutrophilen eines CGD-Patienten vor und nach der am Universitäts-Kinderspital in Zürich durchgeführten Gentherapie. «Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass das antimikrobielle Calprotectin, das in den NETs freigesetzt wurde, ebenfalls wichtig für die Immunabwehr der Neutrophilen gegenüber der Aspergillus-Infektion ist», erklärt Janine Reichenbach.

Zusammen mit dem Doktoranden Matteo Bianchi aus ihrer Gruppe am Universitäts-Kinderspital in Zürich und Forschern in Umeå hat Janine Reichenbach entdeckt, dass die Neutrophilen von CGD-Patienten keine NETs bildeten und vor der Gentherapie kein Calprotectin freisetzen können. Daher waren die Neutrophilen nicht in der Lage, Aspergillus abzutöten und zu verdauen. «Wir haben herausgefunden, dass die nach der Gentherapie korrigierten Neutrophilen wiederum die NETs-Struktur und Calprotectin freisetzen konnten», erklärt Matteo Bianchi. «Calprotectin spielt demnach eine wesentliche Rolle bei der Abwehr von Neutrophilen gegenüber einer Aspergillus-Infektion.»

«Unsere Studie könnte zu einer neuen Behandlungsform für CGD-Patienten führen und diese vor Pilzinfektionen schützen, falls es gelingt, die komplexere NETs-Bildung zu rekonstituieren», erklärt Janine Reichenbach.

Literatur:
Bianchi Matteo, Niemiec Maria J., Siler Ulrich, Urban Constantin F., Reichenbach Janine.: Restoration of anti-Aspergillus defense by neutrophil extracellular traps in human chronic granulomatous disease after gene therapy is calprotectin-dependent. Journal of Allergy and Clinical Immunology. doi: 10.1016/j.jaci.2011.01.021
Kontakte:
PD Janine Reichenbach
Universitäts-Kinderspital Zürich
Tel. +41 44 266 73 11
E-Mail: janine.reichenbach@kispi.uzh.ch
Beat Müller
Media Relations
Universität Zürich
Tel. +41 44 634 44 32
E-Mail: beat.mueller@kommunikation.uzh.ch