Autoimmunerkrankungen: Universitätsmedizin Mainz zeigt direkte Wirkung von Leukozyten auf

Forschende des Instituts für Immunologie der Universitätsmedizin Mainz haben neue Erkenntnisse über die Entstehung von Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise dem Systemischen Lupus erythematodes (SLE) erzielt. SLE kann auch mit zahlreichen Augenbeteiligungen einhergehen.

Die Mainzer Forschungsgruppe entdeckte, dass bestimmte Proteine des angeborenen Immunsystems nicht nur indirekt, sondern auch direkt mit normalerweise nützlichen Immunzellen interagieren. Dadurch können sie die Produktion von schädlichen, entzündungsfördernden Zellen erhöhen. Diese Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung könnten langfristig zur Entwicklung neuer Therapien von Autoimmunerkrankungen beitragen.

Bei Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise SLE, Multipler Sklerose oder rheumatoider Arthritis löst das Immunsystem chronische Entzündungen aus. Betroffene Patienten weisen oft erhöhte Mengen von Neutrophil Extracellular Traps, kurz NETs, auf. Daher sehen Experten darin einen Zusammenhang mit dem Entstehen von Autoimmunerkrankungen.

Die NETs stellen in der Regel einen nützlichen Abwehrmechanismus des angeborenen Immunsystems dar. Neutrophile sind eine Unterform der Leukozyten. Sie bilden einen wichtigen Teil des angeborenen Immunsystems, denn etwa zwei Drittel aller Leukozyten sind Neutrophile. NETs stellen ein aus einer großen Anzahl von DNA-gebundenen antimikrobiellen Proteinen gebildetes Netz dar. Die häufigste Proteinkomponente von NETs sind die Histone.

Um besser zu verstehen, wie NETs Entzündungen verursachen und zum Entstehen von Autoimmunerkrankungen beitragen, haben Wissenschaftler des Institutes für Immunologie der Universitätsmedizin Mainz die Funktionsmechanismen und Wechselwirkungen von NET-Proteinen auf Immunzellen analysiert.
„Wir haben unter anderem untersucht, ob und wie sich die Wechselwirkungen von NET-Proteinen auf Zellen wirksam unterbinden lassen. Dies ist uns mit einem neuartigen Medikament gelungen, das ursprünglich zur Behandlung von Sepsis entwickelt wurde, und das in der Lage ist, Histone zu hemmen. Es zeigte sich, dass mit Zugabe des Histon-Hemmers sich die Entwicklung von TH17-Zellen signifikant verringerte“, erklärt Prof. Tobias Bopp, Leiter des Institutes für Immunologie an der Universitätsmedizin Mainz.

Wie das Mainzer Forscherteam entdeckt hat, können weiße Blutkörperchen durch ihre NETs TH17-Zellen direkt aktivieren. Die Histone lösen bei einem speziellen Typ an Immunzellen, den T-Zellen, direkt die Produktion von bestimmten Botenstoffen aus. Diese Botenstoffe signalisieren den T-Zellen, sich in TH17-Zellen zu differenzieren. TH17-Zellen sind ein spezieller Typ von T-Helferzellen und haben eine wichtige Rolle unter anderem bei der Aktivierung von Neutrophilen. Bei einem gesunden Menschen helfen die TH17-Zellen dabei, bestimmte bakterielle Infektionen oder Pilzinfektionen erfolgreich zu bekämpfen. Kommt es zu einer unkontrollierten Aktivierung dieser Zellen, könnte dies eine chronische Entzündung verursachen. Dies führt zu einer Immunantwort auch gegen eigene gesunde Zellen – definiert als Autoimmunreaktion.

Im Gegensatz zu früheren Forschungsarbeiten untersuchte das Forscherteam der Universitätsmedizin Mainz nicht die indirekten Auswirkungen von NETs auf T-Zellen bei Autoimmunentzündungen, sondern ob und wie NETs und ihre Proteine normalerwiese hilfreiche T-Zellen direkt beeinflussen und so zu Autoimmunerkrankungen beitragen können.

Dr. Alicia Wilson, Erstautorin der Publikation und Wissenschaftlerin am Institut für Immunologie der Universitätsmedizin Mainz, erläutert: „Wir entdeckten einen bislang unbekannten Mechanismus: NETs aktivieren über die enthaltenen Histone direkt T-Zellen und verstärken so speziell die Differenzierung von entzündungsfördernden TH17-Zellen. Histon-Inhibitoren können diese Wirkung abschwächen. Das beweist eine direkte Verbindung dieser Proteine mit der Entstehung und Funktion von TH17-Zellen. Dieser Forschungserfolg könnte langfristig dazu beitragen, neue Therapien gegen Autoimmunerkrankungen zu entwickeln.“


Originalpublikation:
Wilson AS, Randall KL, Pettitt JA, Ellyard JI, Blumenthal A, Enders A, Quah BJ, Bopp T, Parish CR, Brüstle A. Neutrophil extracellular traps and their histones promote Th17 cell differentiation directly via TLR2. Nat Commun 2022;13:528.
doi: https://10.1038/s41467-022-28172-4