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durch Klaus Lenser

Wie das Immunsystem SARS-CoV-2 den Weg ebnet

Charité – Universitätsmedizin Berlin

Mit antiviralen Botenstoffen will das Immunsystem SARS-CoV-2 eigentlich bekämpfen. Ein Forschungsteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) hat nun gezeigt, wie ein solcher Botenstoff die Vermehrung des Virus begünstigen kann. Die Ergebnisse sind im Fachjournal EMBO Molecular Medicine* veröffentlicht.

Die meisten Menschen, die SARS-CoV-2 infiziert, können die Erkrankung zu Hause auskurieren – auch wenn es bei ihnen sehr belastende Krankheitsverläufe gibt. Ein Teil hat gar keine Symptome. Doch etwa zehn Prozent der Betroffenen sind so schwer erkrankt, dass sie im Krankenhaus behandelt werden müssen. Die Annahme, dass hinter einem schweren Verlauf ein schwaches Immunsystem steckt, greift zu kurz. Denn gerade bei kritischen Verläufen arbeitet das Immunsystem unter Hochdruck, schafft es aber nicht, das Virus zu kontrollieren.

Eine Berliner Forschungsgruppe konnte nun beobachten, wie SARS-CoV-2 einen Verteidigungsmechanismus des Immunsystems nutzt, um verstärkt Schleimhautzellen des Körpers zu entern und sich dort zu vermehren. „Damit können wir möglicherweise einen Teil der Erklärung dafür liefern, warum bei manchen Menschen das Immunsystem Schwierigkeiten hat, die Infektion zu regulieren oder gar zu besiegen“, sagt Dr. Julian Heuberger, Wissenschaftler an der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastroenterologie der Charité. Er ist Erstautor der Studie und Mitglied der Emmy-Noether-Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Michael Sigal an der Charité und dem Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB), das zum MDC gehört. Für die Untersuchung kooperierte die Arbeitsgruppe mit Forschenden des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie, der Freien Universität Berlin und der Universität Hongkong.

Eigentlich läuft im menschlichen Körper ein sehr effektives Verteidigungsprogramm gegen Eindringlinge ab, das auf dem Zusammenspiel verschiedener Immunzellen basiert. Eine wichtige Rolle spielen dabei die T-Zellen: Stoßen Sie im Organismus auf Viren, zerstören sie die befallenen Zellen. Außerdem schütten sie den Botenstoff Interferon-gamma (IFN-γ) aus. IFN-γ bekämpft einerseits Infektionskeime. Andererseits ruft es weitere Immunzellen auf den Plan.

Dr. Heuberger und seine Mitstreiterinnen und Mitstreiter haben nun gezeigt, wie SARS-CoV-2 diesen IFN-γ-vermittelten Schutzmechanismus in sein Gegenteil verkehren kann. Denn neben den Immunzellen reagieren auch die Schleimhautzellen (Epithelzellen) des Körpers auf IFN-γ, indem sie mehr ACE2-Rezeptoren ausbilden. SARS-CoV-2 benötigt diese ACE2-Rezeptoren als Einstiegspforte in die Zellen. Infizierte Zellen wiederum bilden mehr ACE2. Sowohl die IFN-γ-Antwort der Epithelzellen als auch das Virus selbst bewirken also eine verstärkte SARS-CoV-2-Infektion.

SARS-CoV-2-infizierte Patientinnen und Patienten zeigen teilweise gastrointestinale Beschwerden. Um die Immunkaskade in den Darmzellen beobachten zu können, hat Dr. Heuberger Organoide des menschlichen Dickdarms kultiviert. Ein Organoid ist eine Art Mini-Organ in der Petrischale, kaum so groß wie ein Stecknadelkopf. Die Dickdarm-Organoide basieren auf Zellen, die aus Darmbiopsien stammen. Sie wachsen in dreidimensional angeordneten Einheiten und bilden die Physiologie der Schleimhautzellen des menschlichen Darmtraktes ab. „Diese Dickdarm-Organoide sind ein sehr hilfreiches Werkzeug“, unterstreicht Dr. Heuberger, „wir können damit das komplexe Zusammenspiel verschiedener Signalwege erforschen, die die Zelldifferenzierung von der Stammzelle bis zur spezialisierten Epithelzelle kontrollieren.“

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler behandelten die gezüchteten Darmzellen zunächst mit IFN-γ, um die Immunreaktion des Körpers zu simulieren. Dann infizierten sie die Organoide mit SARS-CoV-2. Mithilfe eines Laser-Scanning-Mikroskops – das ist ein spezielles Lichtmikroskop, das eine Probe Punkt für Punkt scannt – und Genexpressionsanalysen konnten sie in den Organoiden eine vermehrte ACE2-Expression messen. Daneben wies eine quantitative PCR eine gesteigerte Virusproduktion nach. Das heißt: Mehr IFN-γ bedeutet mehr ACE2. Mehr ACE2 bedeutet, dass mehr Viren in die Zellen eindringen können. Je mehr Viren in die Zellen gelangen, umso mehr Viren werden gebildet. So ebnen die Immunantwort und die Reaktion der Schleimhautzellen auf die Infektion SARS-CoV-2 den Weg.

„Wir nehmen an, dass eine starke Immunantwort die Anfälligkeit von Schleimhautzellen für SARS-CoV-2 erhöhen kann“, sagt der Leiter der Studie Privatdozent Dr. Sigal. Er leitet an der Charité und am MDC eine Arbeitsgruppe und ist als Gastroenterologe an der Charité tätig. „Wenn die IFN-γ-Konzentration von vornherein höher ist oder die Infektion eine sehr überschießende Produktion von IFN-γ triggert, haben es die Viren vermutlich leichter, in die Zellen einzudringen.“ Unter welchen Bedingungen das tatsächlich passiert, muss allerdings erst in klinischen Studien untersucht werden. Die Ergebnisse der Studie tragen die Idee eines Behandlungsansatzes bei schweren COVID-19-Verläufen in sich, sagt Dr. Heuberger: „Eine mögliche Strategie könnte darin bestehen, die IFN-γ-Antwort medikamentös auszubalancieren.“ Allerdings müssten dafür zunächst die Mechanismen, die der IFN-γ-Antwort zugrunde liegen, sehr genau analysiert werden.

*Heuberger J et al., Epithelial response to IFN-γ promotes SARS-CoV-2 infection. EMBO Mol Med 2021 Feb 5. doi: 10.15252/emmm.202013191

Links:

Originalpublikation
Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastroenterologie (CCM und CVK)


Ärztlicher Pandemierat der Bundesärztekammer
Experten fordern mehr Fachpersonal zum Schutz vulnerabler Gruppen

Wie können alte und pflegebedürftige Menschen besser vor einer Infektion mit dem Coronavirus geschützt werden? Diese Frage beantwortet eine Expertengruppe des Ärztlichen Pandemierats der Bundesärztekammer in einem aktuellen Positionspapier. Nach den Thesen zum verantwortungsvollen Umgang mit Corona-Schnelltests vom Dezember vergangenen Jahres ist es das zweite Papier, dass das fächerübergreifend besetzte Expertengremium nun vorlegt.

“Die Corona-Pandemie hat deutlich aufgezeigt, welche strukturellen Defizite während der Pandemie bei einem relevanten Teil der Heime vorlagen”, betont Prof. Dr. Jürgen Bauer, Mitautor des Positionspapiers und Mitglied im Vorstand der Deutschen Gesellschaft für Geriatrie. Eine Pandemie sei nicht aus der Versorgungsroutine heraus zu bewältigen. “Wir werden in bessere Strukturen investieren müssen, wenn wir zukünftig besser vorbereitet sein wollen”, so Bauer.

Die Expertengruppe des Pandemierats weist in diesem Zusammenhang auf den schon lange bekannten Fachkräftemangel in den Heimen hin. Es sei nun geboten, “eine bedarfsgerechte qualitative und quantitative Personalausstattung der Pflegeeinrichtungen zu definieren, die am tatsächlichen Versorgungsbedarf der Bewohner orientiert ist”, fordern die Experten. Um die Attraktivität des Pflegeberufs zu steigern, reiche eine höhere Vergütung allein nicht aus. Notwendig seien auch bessere Arbeitsbedingungen, Ausbildungsanreize und Personalentwicklungskonzepte.

Zudem weist der Rat auf die Bedeutung einer adäquaten Information und Kommunikation zur Vorbeugung von Infektionen hin. Es bedürfe hochwertiger Beratungen und Schulungen durch erfahrenes Hygienefachpersonal vor Ort. Notwendig seien zudem Informations-materialien, die die Heterogenität der Mitarbeiter bezüglich ihrer Vorkenntnisse und ihrer Sprachniveaus berücksichtigen, heißt es in dem Positionspapier. Darüber sollten die Alten- und Pflegeheime bei der Entwicklung und Umsetzung von Schutzkonzepten von interdisziplinären und interprofessionellen Teams fachlich beraten werden.

Das Papier “Schutzkonzept für Alten- und Pflegeheime: Lessons Learned” der Arbeitsgruppe II des Ärztlichen Pandemierats kann im Internet unter www.baek.de/pandemierat-schutzkonzept heruntergeladen werden.

www.baek.de

Original-Content von: Bundesärztekammer, übermittelt durch news aktuell


Tumortreiber unbekannter Art entdeckt

Klinikum der Universität München

Forscher am LMU Klinikum sehen darin möglichen Therapieansatz gegen Glioblastome

Es kommt nicht oft vor, dass Forscher noch einen neuen Zelltyp entdecken. Einem Team um Prof. Dr. Rainer Glaß von der Neurochirurgischen Klinik und Poliklinik des LMU Klinikums Großhadern ist dies nun gelungen. Diese TAMEP genannten Zellen treiben das schnelle Wachstum des Glioblastoms voran. Die Forscher wollen ihre Entdeckung für neue Therapien gegen die oft tödliche Erkrankung nutzen. Die Arbeit ist jetzt im Fachblatt „Cell Systems“ erschienen.

Das Glioblastom ist der häufigste und zugleich bösartigste Hirntumor, an dem allein in Deutschland jährlich etwa 4.000 Menschen erkranken. „Etwa die Hälfte der Patienten überleben von der Diagnose an nur durchschnittlich 16 Monate“, sagt Glaß, „eine klinisch sehr unbefriedigende Situation.“ Zum einen wachsen die entarteten Zellen unglaublich aggressiv. Zum anderen bleiben die üblichen Waffen der Medizin im Kampf gegen den Krebs – Chirurgie, Strahlen- und Chemotherapie sowie „zielgerichtete“ Therapie mit Medikamenten – weitgehend stumpf. Neue Behandlungsformen sind mithin dringend nötig.

In diesem Zuge braucht es innovative Forschung. Die Tumorzellen des Glioblastoms sind eingebettet in eine Nachbarschaft gesunder Zellen (Parenchym). Allerdings werden viele dieser Zellen vom Krebs manipuliert. Beispiel: Makrophagen – die „Freßzellen“ des Immunsystems – sollten den Tumor eigentlich bekämpfen. Stattdessen sind sie so „umprogrammiert“, dass sie das Wachstum des Glioblastoms beschleunigen. Ein entscheidender Faktor für den Krebs, denn immerhin machen diese Makrophagen 30 Prozent der Zellmasse im Parenchym aus.

Aufbruch in unbekanntes Gebiet

Rainer Glaß und seine Kollegen haben nun Zellen in diesem Tumormilieu gefunden, die bei oberflächlicher Betrachtung zunächst wie gewöhnliche Fresszellen aussahen. Doch als die Forscher des LMU Klinikums die Zellen genauer analysierten, befanden sie sich plötzlich mitten in einer Expedition in unbekanntes Gebiet. Mit einem Arsenal an High-Tech-Hilfsmitteln – genetisch veränderte Mäuse, „intravitale“ Bildgebung, Einzelzell-Transkription, Immunfluoreszenzanalyse und Histopathologie – stellte sich heraus:

– Die Zellen lassen sich klar von Makrophagen abgrenzen, denn sie stammen nicht von den gleichen „myeoliden“ Stammzellen ab, sondern sind bisher noch unbekannten Ursprungs.

– Diese TAMEP genannten Zellen sind stark am aggressiven Wachstum des Glioblastoms beteiligt. Sie fördern offenbar an entscheidender Stelle die Bildung neuer Blutgefäße, die der „gefräßige“ Tumor braucht, um seine immer neuen Zellen zu füttern und rasant zu wachsen. Über die Blutbahnen werden Nährstoffe herangeschafft.

– Als die Forscher die Funktion der TAMEP ausschalteten, hemmte dies auch das Wachstum des Glioblastoms, und zwar um 60 bis 70 Prozent. Sie haben ganz wichtige Aufgaben im Tumorwachstum und sind auch nur dort und sonst nirgends im Gehirn zu finden.

Eine Entdeckung mit therapeutischer Bedeutung

„Der Tumor schrumpfte zwar nicht vollständig“, sagt Rainer Glaß, „aber er kam über eine bestimmte Größe nicht mehr hinaus.“ So erkennt der Wissenschaftler „in unserer Entdeckung eine therapeutische Bedeutung für die Therapie aggressiver Gehirntumore.“ Denn schon haben die Forscher begonnen, die Signalwege zu entschlüsseln, mit denen die TAMEP ihre verhängnisvolle Funktion umsetzen. Das Ziel: Ansatzpunkte im molekularen Geschehen zu finden, an die Medikamente binden können, die die Zellen ausschalten – und damit potenziell das Tumorwachstum bremsen können.

„Wir brauchen da mehrere Klassen neuer Wirkstoffe, um diesen meist tödlichen Tumor effektiv zu bekämpfen“, erklärt Glaß. Darüber hinaus, so der Biologe, „wird diese Arbeit von besonderem Interesse für die neurowissenschaftliche Grundlagenforschung und die Krebsforschung sein.“

Originalpublikation in Cell Systems

 


 

Studie: Parodontitis erhöht die Wahrscheinlichkeit für einen schweren COVID-19-Verlauf.

3,5-mal häufiger Einweisung auf die Intensivstation, 4,5-mal häufiger am Beatmungsgerät, 9-mal häufiger tot: So lautet das erschreckende Ergebnis einer aktuellen Studie aus Katar (1) über die Auswirkungen einer Parodontitis auf den Verlauf einer Infektion mit dem Corona-Virus.

Wer unter Parodontitis leidet – und das sind in Deutschland mehr als 10 Mio. Menschen (2) – hat ein signifikant höheres Risiko, im Falle einer Infektion mit dem Corona-Virus lebensbedrohlich zu erkranken. Darauf weist die Deutsche Gesellschaft für Parodontologie hin (3) und unterstreicht damit die Notwendigkeit von Mundhygiene und Zahnarztbesuchen auch in Zeiten der Pandemie.

Wie aber hängt die Zahnfleischgesundheit mit dem Verlauf einer Corona-Infektion zusammen?

Während man früher dachte, eine Parodontitis sei die Folge „böser“ Bakterien im Mund, weiß man heute, dass die Ursache tiefer liegt: Das bakterielle Milieu ist aufgrund einer inneren Entzündung des Körpers (Silent Inflammation) aus dem Gleichgewicht geraten. Die „bösen“ Bakterien haben wir alle im Mund. Wenn wir aber gesund sind, werden sie von „guten“ Bakterien und unserem Immunsystem kontrolliert. Parodontitis ist also streng genommen keine Krankheit, sondern das Symptom eines bakteriellen Ungleichgewichts.

Kein Wunder also, dass Parodontitis oft gemeinsam mit Herz-Kreislauferkrankungen (4), Diabetes (5) oder Erkrankungen des Darms (6) auftritt, die alle mit inneren Entzündungsprozessen in Verbindung gebracht werden. Und diese Silent Inflammation „befeuert“ auch die COVID-Infektion.

Wie können Parodontitis-Patienten sich schützen und die Entzündung reduzieren?

mednews
Dr. med. dent Heinz-Peter Olbertz ist Fachreferent für systemische Parodontologie und leidenschaftlicher Mikronährstoffexperte.

Neben der zahnärztlichen Behandlung hat sich eine Basistherapie etabliert: Die bilanzierte Diät Itis-Protect® packt die Parodontitis an der Wurzel. Eine Studie (7) konnte den Rückgang der Entzündung durch die Einnahme der viermonatigen Mikronährstoffkur nachweisen. Klingt zu gut, um wahr zu sein? Ist aber ganz logisch. Dazu Studienleiter Heinz-Peter Olbertz, Zahnarzt und Vitalstoffexperte: „Das Entzündungsgeschehen bei Parodontitis-Patienten ist Folge eines Nährstoffmangels, der sich in der Regel über viele Jahre aufgebaut hat. Itis-Protect liefert dem Körper die Vitamine, Mineralstoffe und Darmsymbionten, die er braucht. So baut sich die Entzündung ab, und die Gewebezerstörung im Mund wird gestoppt.“ Olbertz empfiehlt seinen Patienten seit vielen Jahren eine abwechslungsreiche Ernährung auf Basis frischer Lebensmittel und hochwertige Nahrungsergänzungen. Die Rückmeldungen sind positiv: Nicht nur die Entzündungen bauen sich ab, sondern viele Patienten fühlen sich auch besser und vitaler.

weitere Informationen erhalten Sie unter www.itis-protect.d