Allergie und Juckreiz: Signalweg in tierexperimenteller Studie entdeckt

Eine Studie unter der Leitung von Forschenden des Mass General Brigham, USA, könnte erklären, warum manche Menschen nach dem Kontakt mit Allergenen und Mückenstichen einen stärkeren Juckreiz verspüren.

Warum juckt es manche Menschen nach einem Mückenstich oder nach dem Kontakt mit einem Allergen, während andere dies nicht tun? Eine neue Studie hat den Grund für diese Unterschiede ermittelt und den Weg gefunden, über den Immun- und Nervenzellen interagieren und zu Juckreiz führen. Die Forschenden haben diesen Weg in präklinischen Studien blockiert und damit einen neuen Behandlungsansatz für Allergien vorgeschlagen. Die Ergebnisse wurden in Nature veröffentlicht.

„Unsere Forschung liefert eine Erklärung dafür, warum in einer Welt voller Allergene eine Person mit größerer Wahrscheinlichkeit eine allergische Reaktion entwickelt als eine andere“, sagte die korrespondierende Autorin Caroline Sokol vom Mass General Brigham. „Wir haben einen neuen zellulären und molekularen Kreislauf identifiziert, der gezielt zur Behandlung und Vorbeugung allergischer Reaktionen, einschließlich Juckreiz, eingesetzt werden kann, indem wir einen Weg gefunden haben, der die Allergenempfindlichkeit kontrolliert. Unsere präklinischen Daten deuten darauf hin, dass dieser Ansatz auch auf den Menschen übertragbar sein könnte.“

Wenn es um die Erkennung von Bakterien und Viren geht, steht das Immunsystem an vorderster Front. Bei Allergenen hingegen tritt das Immunsystem gegenüber dem sensorischen Nervensystem in den Hintergrund. Bei Menschen, die noch nie mit Allergenen in Berührung gekommen sind, reagieren die Sinnesnerven direkt auf diese Allergene, was zu Juckreiz führt und die lokalen Immunzellen dazu veranlasst, eine allergische Reaktion auszulösen. Bei Menschen mit chronischen Allergien kann das Immunsystem diese sensorischen Nerven angreifen, was zu anhaltendem Juckreiz führt.

Frühere Forschungsarbeiten von Sokol und Kollegen haben gezeigt, dass das sensorische Nervensystem der Haut – insbesondere die Neuronen, die den Juckreiz auslösen – Allergene mit Proteaseaktivität direkt erkennen, ein enzymgesteuerter Prozess, der bei vielen Allergenen zu beobachten ist. Bei der Überlegung, warum manche Menschen eher Allergien und chronische Juckreizsymptome entwickeln als andere, stellten die Forschenden die Hypothese auf, dass angeborene Immunzellen in der Lage sein könnten, in sensorischen Neuronen einen „Schwellenwert“ für die Allergenreaktivität festzulegen, und dass die Aktivität dieser Zellen bestimmen könnte, welche Menschen eher Allergien entwickeln.

IL-3 und GD3-Zellen: Schlüssel zur Allergiebehandlung

Die Arbeitsgruppe führte verschiedene zelluläre Analysen und genetische Sequenzierungen durch, um die beteiligten Mechanismen zu ermitteln. Sie fand heraus, dass ein bisher kaum verstandener spezifischer Immunzelltyp in der Haut, den sie als GD3-Zellen bezeichneten, als Reaktion auf Umweltauslöser, zu denen auch die Mikroben gehören, die normalerweise auf der Haut leben, IL-3 produziert.

IL-3 wirkt direkt auf eine Untergruppe von juckreizauslösenden sensorischen Neuronen, um deren Reaktionsfähigkeit selbst auf geringe Mengen von Proteaseallergenen aus üblichen Quellen wie Hausstaubmilben, Schimmelpilzen und Mücken zu erhöhen. IL-3 macht die sensorischen Nerven reaktionsfähiger für Allergene, indem es sie aktiviert, ohne direkt Juckreiz auszulösen. Die Forschenden fanden heraus, dass dieser Prozess einen Signalweg beinhaltet, der die Produktion bestimmter Moleküle ankurbelt, was zum Auslösen einer allergischen Reaktion führt.

Signalweg auch beim Menschen vermutet

In weiteren Experimenten an Mausmodellen stellten sie fest, dass die Entfernung von IL-3 oder GD3-Zellen sowie die Blockade der nachgeschalteten Signalwege die Mäuse resistent gegen die immunaktivierende Wirkung von Allergenen machte. Da die Art der Immunzellen in dem Mausmodell der des Menschen ähnelt, schließen die Autoren, dass diese Ergebnisse die Rolle des Signalwegs bei menschlichen Allergien erklären könnten.

„Unsere Daten deuten darauf hin, dass dieser Signalweg auch beim Menschen vorhanden ist, was die Möglichkeit eröffnet, dass wir durch gezielte Eingriffe in den IL-3-vermittelten Signalweg neue Therapeutika zur Verhinderung von Allergien entwickeln können“, so Sokol. „Noch wichtiger ist, dass wir die allergische Sensibilisierung nicht nur verstehen, sondern auch verhindern könnten, wenn wir die spezifischen Faktoren bestimmen können, welche die GD3-Zellen aktivieren und den IL-3-vermittelten Kreislauf kreieren.“