Veröffentlicht: 17.01.13
Science

Neue Akteure bei der Pilzabwehr

Um sich gegen Pilzinfektionen zu wehren, brauchen Säugetiere Interleukin 17, das die Fresszellen dazu bringt, den Pilz direkt zu bekämpfen. ETH-Forscher konnten nun nachweisen, dass der Stoff nicht wie bisher angenommen von T-Helferzellen, sondern von den erst vor kurzer Zeit entdeckten «Innate Lymphoid Cells» (ILC) produziert wird.

Maja Schaffner
Ein neutrophiler Granulozyt verschlingt, angelockt durch den Botenstoff IL-17, einen Teil von Candida albicans (rosa), einem Pilz, der auch Menschen befallen kann. (Bild: Scientific Photo Library / Keystone)
Ein neutrophiler Granulozyt verschlingt, angelockt durch den Botenstoff IL-17, einen Teil von Candida albicans (rosa), einem Pilz, der auch Menschen befallen kann. (Bild: Scientific Photo Library / Keystone) (Grossbild)

Pilzerkrankungen sind beim Menschen zwar seltener als virale oder bakterielle Infekte, doch auch sie können gefährlich werden. Candida albicans zum Beispiel, der Pilz, auf dessen Konto die meisten Pilzinfektionen beim Menschen gehen, kann neben lästigem Befall der Schleimhäute in Mund oder Vagina bei Menschen mit geschwächter Abwehr auch Organe im Körperinnern befallen und zum Tod führen.

An der ETH Zürich befassen sich Forscher der Gruppe von Salomé LeibundGut-Landmann, Professorin am Institut für Mikrobiologie, mit solchen Pilzinfektionen und den Mechanismen, mit denen sich der Körper dagegen wehrt. In ihrer neusten Publikation stellen die Forscher ihre Ergebnisse zur Abwehrreaktion bei einer Infektion mit Candida vor: Sie zeigen, dass in gesunden Mäusen die Innate Lymphoid Cells (ILC) massgeblich dazu beitragen, die Pilze abzuwehren.

Die ILC sind eher seltene Abwehrzellen, die erst seit rund vier Jahren bekannt sind. Sie gehören zum angeborenen Immunsystem, das auf Eindringlinge weniger spezifisch, dafür aber sehr schnell reagiert. Die ETH-Forscher konnten am Mausmodell zeigen, dass die ILC nach dem Eindringen des Pilzes ins Gewebe rasch Interleukin 17 (IL-17) produzieren. Dieser Stoff spielt im Kampf zwischen Pilz und Immunabwehr eine zentrale Rolle. Durch ihn werden spezielle neutrophile Granulozyten, auch Fresszellen genannt, rekrutiert und aktiviert. Diese entfernen den eindringenden Pilz aus dem Körper.

T-Zellen reagieren zu langsam

Die Forscher untersuchten Mäuse, deren Mundschleimhaut sie mit Candida infiziert hatten. Mit ihren Experimenten widerlegten sie die gängige Lehrmeinung, dass T-Helferzellen das direkt nach der Erstinfektion benötigte IL-17 bereitstellen. Zweifel an dieser Rolle der T-Helferzellen bestanden laut LeibundGut schon längere Zeit. «Die T-Helferzellen sind dafür gar nicht schnell genug», erklärt die Professorin.

Als Teil des Erworbenen Immunsystems werden die T-Helferzellen nämlich zuerst zum jeweiligen Eindringling passend massgeschneidert. Anschliessend müssen sie sich vermehren. Erst rund eine Woche später bilden sie IL-17 in ausreichender Menge, um Candida bekämpfen zu können. «Nach dieser Zeitspanne hat eine gesunde Maus die orale Pilzinfektion aber in der Regel bereits erfolgreich abgewehrt. Und eine Maus ohne alternative IL-17 Quelle wäre tot», sagt LeibundGut.

Mit Knock-out-Mäusen auf der Spur der ILC

Dass die T-Helferzellen für die Abwehr einer Erstinfektion von Candida keine tragende Rolle spielen können, bewiesen die Forscher anhand von sogenannten Knock-out-Mäusen, die bestimmte Abwehrzellen gar nicht besitzen. Sie zeigten, dass sich Mäuse ohne T-Helferzellen relativ rasch von der Candida-Infektion ihrer Mundschleimhaut erholten. Dass allerdings die Abwehr gegen den Pilz ohne IL-17 nicht funktioniert, wiesen sie in weiteren Experimenten nach: Zogen die Forscher IL-17 durch Antikörper aus dem Verkehr, konnte sich der Körper der Mäuse nicht gegen den Pilz wehren.

Blieb noch die Frage zu klären, welche Zellen statt der T-Helferzellen das IL-17 produzieren. Die Vermutung, dass das angeborene Immunsystem diesen Part übernimmt, stand laut LeibundGut bereits im Raum. Die ETH-Forscher wiesen den Zusammenhang aber erstmals zweifelsfrei nach: Infizierten sie nämlich Mäuse ohne funktionstüchtige ILC mit Candida, erging es diesen genau gleich wie denjenigen Mäuse, bei denen IL-17 selbst unwirksam gemacht worden war: Sie hatten gegen den Pilz keine Chance.

Wichtiger Schritt für Verständnis der Pilz-Abwehr

Die Abwehrmechanismen des Körpers gegen Pilzinfektionen sind bisher weit weniger gut erforscht als bei anderen Infektionskrankheiten. Die neuen Resultate der Gruppe LeibundGut tragen daher dazu bei, besser zu verstehen, wie der Körper gegen diese Krankheitserreger kämpft. Da die im Mausmodell erworbenen Erkenntnisse nicht direkt auf den Menschen übertragbar sind, möchte LeibundGut nun überprüfen, inwieweit die Immunantwort gegen Pilze beim Menschen nach dem gleichen Prinzip funktioniert wie bei Mäusen.

Ausserdem möchte die Professorin auch herausfinden, wie die ILC dazu angeregt werden, IL-17 zu produzieren, und auf welche Art das IL-17 die neutrophilen Granulozyten steuert und dazu bringt, die Angreifer zu beseitigen. Wie kompliziert das ganze Immunsystem ist und dass bei einer Immunantwort auch einiges schief gehen kann, zeigt beispielsweise der Umstand, dass dasselbe IL-17, das den Körper so effektiv gegen Pilzkrankheiten schützen hilft, auch schaden kann: IL-17 kann nämlich auch dazu beitragen, dass sich der Körper bei sogenannten Autoimmunreaktionen selbst angreift.

Literaturhinweis

Gladiator A, Wangler N, Trautwein-Weidner K, LeibundGut-Landmann S: Cutting Edge: IL-17-Secreting Innate Lymphoid Cells are Essential for Host Defense against Fungal Infection. The Journal of Immunology. 2013. DOI: 10.4049/jimmunol.1202924

 
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