Auslöser allergischen Asthmas: Neuer Weg zur Hemmung von Immunzellen entdeckt

US-Forschende haben herausgefunden, dass das Protein PIEZO1 eine Überaktivierung angeborener Lymphoidzellen vom Typ 2 (ILC2) durch Allergene verhindert.

Die Ergebnisse der kürzlich publizierten Forschungsarbeit lassen die Schlussfolgerung zu, dass das Einschalten von Piezo1 einen neuen therapeutischen Ansatz zur Reduzierung von Entzündung in der Lunge und zur Behandlung von allergischem Asthma darstellen könnte.

ILC2 – vorhanden sowohl in der Lunge als auch in der Haut und anderen Körpergeweben – wird in der Lunge in Gegenwart von Allergenen aktiviert und erzeugt proinflammatorische Signale, die die Rekrutierung anderer Immunzellen in die Lunge antreiben. Geschieht dies unkontrolliert, kann es zu einer übermäßigen Entzündungsreaktion und zu einer Verengung der Atemwege kommen. „Angesichts der Bedeutung von ILC2s bei allergischem Asthma besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung neuartiger mechanismusbasierter Ansätze, um gegen diesen entscheidenden Entzündungstreiber in der Lunge vorzugehen“, erläutert Omid Akbari, Professor für Immunologie und Professor für Medizin an der Keck School der University of Southern California (USA), Letztautor der Studie.

Akbari und Kollegen entdeckten, dass ILC2s bei Aktivierung durch ein Allergen mit der Produktion des Proteins PIEZO1 beginnen, welches die Aktivität des Allergens hemmen kann. PIEZO1 bildet Kanäle in den Außenmembranen von Zellen, die sich als Reaktion auf mechanische Veränderungen in der Zellumgebung öffnen und es Kalzium ermöglichen, in die Zelle einzudringen und ihre Aktivität zu verändern.

Akbaris Team stellte im Mausmodell fest, dass die ILC2s in Abwesenheit von PIEZO1 als Reaktion auf allergene Signale aktiver als normal wurden und die betroffenen Versuchstiere eine verstärkte Entzündung der Atemwege entwickelten. Im Gegensatz dazu reduzierte die Behandlung mit der chemischen Verbindung Yoda1 (sie schaltet PIEZO1-Kanäle ein) die Aktivität von ILC2s, verringerte die Entzündung der Atemwege und linderte die Symptome von Mäusen, die Allergenen ausgesetzt waren. Die Beobachtungen der Forschungsgruppe lassen auf eine bedeutende Rolle der PIEZO1-Kanäle im ILC2-Metabolismus schließen, da die Behandlung mit Yoda1 die mitochondriale Funktion von ILC2 reduzierte und die Energiequelle der Zellen gewissermaßen neu schaltete.

Schließlich stellten die Wissenschaftler fest, dass auch menschliche ILC2s PIEZO1 produzieren, und testeten daher die Wirkung von Yoda1 an Mäusen, deren ILC2s durch menschliche Immunzellen ersetzt worden waren.

„Bemerkenswerterweise reduzierte die Behandlung der humanisierten Mäuse mit Yoda1 die Hyperreaktivität der Atemwege und die Entzündung in der Lunge“, sagt Akbari. „Dies deutet darauf hin, dass Yoda1 als therapeutisches Instrument zur Modulation der ILC2-Funktion und zur Linderung der Symptome eingesetzt werden könnte, die beim Menschen mit einer durch ILC2 hervorgerufenen Entzündung der Atemwege in Verbindung stehen. In der Zukunft braucht es daher Studien, um die Rolle von PIEZO1-Kanälen bei menschlichen Asthmapatienten zu beschreiben und durch PIEZO1 gesteuerte Therapeutika für die Behandlung des allergischen Asthmas zu entwickeln.“