Wechsel von Milch zu fester Nahrung prägt die Reifung des Immunsystems

Forschende der LMU München haben in einem Mausmodell einen Signalweg entdeckt, über den die Ernährung die Reifung des Immunsystems beeinflusst.

Die erste Lebenszeit ist eine entscheidende Phase. In dieser muss das Immunsystem lernen, harmlose Umweltreize, etwa Nahrungsmittel und nützliche Mikroben, zu tolerieren. Gleichzeitig muss es wachsam bleiben und den Körper vor schädlichen Stoffen und Krankheitserregern schützen. Gelingt diese Balance nicht, können später Allergien oder Autoimmunerkrankungen die Folge sein. Der Übergang vom Stillen zur festen Nahrung stellt in dieser sensiblen Phase einen entscheidenden Umbruch dar. Er wirkt sich auch auf das Immunsystem aus.

Bestimmte Zellen des Immunsystems – sogenannte dendritische Zellen – nehmen Krankheitserreger und harmlose Fremdpartikel auf. Sie integrieren Signale aus ihrer Umgebung und steuern daraufhin die Reaktionen anderer Immunzellen, der T-Zellen. Ein Team um Prof. Barbara Schraml vom Biomedizinischen Centrum der LMU konnte nun in Mäusen einen Signalweg identifizieren, über den Informationen über den Ernährungswechsel an dendritische Zellen in der Milz weitergegeben werden, welche die Immunreaktionen entsprechend anpassen.

Immunzellen werden neu kalibriert

Wenn junge Mäuse beginnen, festes getreidebasiertes Futter zu fressen, reagieren verschiedene Arten von Lymphozyten – also Abwehrzellen des Immunsystems – mit einer vermehrten Produktion des Botenmoleküls Interferon-gamma. Dieses Molekül setzt eine Signalkette in Gang, die eine bestimmte Population von dendritischen Zellen in der Milz namens cDC1 in einen Aktivierungszustand versetzt. Dieser ist durch die Produktion des Signalstoffs CXCL9 gekennzeichnet. Diese speziellen cDC1-Zellen wiederum beeinflussen die Eigenschaften und die Aktivität von T-Zellen, die Bestandteile aus der Nahrung erkennen können. „Ernährungssignale werden somit durch das Immunsystem weitergeleitet und tragen dazu bei, den sich entwickelnden Pool an T-Zellen neu zu kalibrieren, wenn das Immunsystem mit einer größeren Vielfalt an Stoffen aus der Nahrung und der Umwelt in Kontakt kommt“, sagt Schraml.

Der Effekt ist nicht von der Darmflora abhängig

Dieser Regelkreis war auch bei keimfreien Mäusen aktiv, betonen die Forschenden. Er lässt sich daher nicht allein durch Veränderungen der Darm-Mikrobiota erklären, die normalerweise mit der Entwöhnung einhergehen. „Welche Nahrungsbestandteile genau die Immunreaktion beeinflussen, konnten wir noch nicht identifizieren“, erklärt Schraml. „Denkbare Kandidaten sind bioaktive Substanzen, die in herkömmlichem Getreidefutter enthalten sind. Dazu zählen pflanzliche Bestandteile wie Beta-Glucane oder Spuren mikrobieller Moleküle wie Lipopolysaccharide.“

Immunzellen reagieren auch im Erwachsenenalter

Zudem entdeckten die Forschenden, dass die cDC1-Zellen auch bei erwachsenen Mäusen auf Ernährungsumstellungen reagieren. Die Ernährung könnte ihrer Ansicht nach daher einen modifizierbaren Umweltreiz darstellen, über den die Immunität in der frühen Lebensphase und darüber hinaus beeinflusst werden kann. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Nahrung dem Immunsystem nicht nur Nährstoffe, sondern auch Informationen liefert“, sagt Schraml. „Dass cDC1 auch im Erwachsenenalter auf Veränderungen der Ernährung reagieren, eröffnet langfristig die Möglichkeit zu untersuchen, ob sich Immunantworten durch gezielte Ernährungsinterventionen beeinflussen lassen.“