Schutz vor Infektionen des Darms

Forscherteam identifiziert molekularen Mechanismus

Ein spezielles Protein, T-bet genannt, reguliert die Fähigkeiten von Lymphozyten des angeborenen Immunsystems, sich an der frühen Immunantwort gegen bakterielle Infektionen des Darms zu beteiligen. Das konnte ein Forscherteam um BIOSS-Mitglied Prof. Dr. Andreas Diefenbach, Dr. Yakup Tanriver und Dr. Christoph Klose vom Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene des Universitätsklinikums Freiburg in ihren Versuchen zeigen. Ihre Ergebnisse zu diesem molekularen Mechanismus veröffentlichten sie im Fachmagazin Nature.

Innere und äußere Oberflächen des Menschen beheimaten eine Vielzahl von Bakterien, deren Gesamtanzahl die der Zellen im menschlichen Körper bei weitem überschreitet. Der größte Teil dieser Bakterien befindet sich im Darm und bildet die dortige Mikroflora, die normalerweise in einem symbiotischen Verhältnis zum Körper steht. Diese Mikroflora versorgt den Menschen mit notwendigen Nahrungsbestandteilen und schützt vor bakteriellen Infektionen.

Lymphozyten des angeborenen Immunsystems sind eine Gruppe von Lymphozyten, die vor allem im Bereich innerer und äußerer Oberflächen anzutreffen sind und einen entscheidenden Einfluss auf das dortige Gleichgewicht zwischen der ortsständigen Mikroflora und dem menschlichen Immunsystem haben. Gleichzeitig sind diese Lymphozyten aber auch in der Lage, sich an der frühen Immunantwort gegen verschiedene Erreger zu beteiligen. Eine Fehlfunktion dieser Zellen, bedingt durch genetische Prädisposition oder Umweltfaktoren, kann schließlich zu Infektionen oder chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen führen.

„Wie dieser Wechsel von eher protektiven zu pro-entzündlichen Eigenschaften bestimmter Lymphozyten reguliert ist, war bisher unklar und zentrale Frage unseres Projektes“, so Diefenbach, der Mitglied am Centrum für Chronische Immundefizienz (CCI) der Uniklinik Freiburg sowie bei BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, dem Exzellenzcluster der Universität Freiburg, ist. Die Arbeit an diesem Projekt ist eng mit dem Forschungskonzept des CCI verknüpft.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Universitätsklinikums waren in der Lage, in der Schleimhaut des Darmes einen Zelltyp zu identifizieren, der sich erst nach der Geburt entwickelt. Diese Lymphozytenpopulation hat zunächst primär protektive Eigenschaften. Unter dem Einfluss der Mikroflora und weiterer Faktoren bilden diese Zellen jedoch ein neues Protein: T-bet. Dieses führt dazu, dass die Zellen nun ein pro-entzündliches Profil entwickeln. Das war jedoch unabdinglich, um die frühe Immunantwort bei bakteriellen Darminfektionen mit Salmonellen, einem häufigen Durchfallerreger beim Menschen, in Gang zu setzen.

Weitere Daten der Studie legen nahe, dass diese Zellen aber auch ein „bedeutende Rolle bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen spielen“, betonen die Freiburger Forschenden. Die Identifikation dieses Mechanismus ermöglicht es nun, Therapien zu entwickeln, die sowohl bei Darminfektionen als auch bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen anwendbar wären.

Original Publikation:

A T-bet gradient controls the fate and function of CCR6-ROR?t+ innate lymphoid cells.
Klose CS, Kiss EA, Schwierzeck V, Ebert K, Hoyler T, d'Hargues Y, Göppert N, Croxford AL, Waisman A, Tanriver Y, Diefenbach A.
Nature. 2013 Feb 14;494(7436):261-5.

http://www.nature.com/nature/journal/v494/n7436/full/nature11813.html