Wie Zigarettenrauch anfälliger für virale Infektionen macht

Unter Leitung von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum hat eine internationale Arbeitsgruppe entschlüsselt, wie und an welchen Stellen Zigarettenrauch auf die Aktivierung des Immunsystems einwirkt. Ihre Ergebnisse präsentierten sie in der Fachzeitschrift „European Respiratory Journal“.

Virusinfektionen verschlimmern die Chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und ihr Fortschreiten. Die Immunität gegen Viren beruht auf der Aktivierung virusspezifischer CD8+-T-Zellen unter Verwendung von Virusteilen, die auf dem Major Histocompatibility Complex(MHC)-Klasse-I-Komplex infizierter Zellen präsentiert werden. Diese Teile werden vom Immunoproteasom hergestellt, einer zellulären Maschine, die durch antivirale Signale in infizierten Zellen aktiviert wird.

Die Forscher untersuchten nun, wie Zigarettenrauch die Aktivierung des Immunoproteasoms in verschiedenen Situationen beeinflusst. Sie verwendeten RNA- und Western-Blot-Analysen für In-vitro-, Ex-vivo- und In-vivo-Experimente. Die Gruppe testete auch die Aktivierung von CD8+-T-Zellen in Co-Kultur mit Zigarettenrauchexponierten Influenza-A-Virus-(IAV)-infizierten Zellen. Sie analysierte MHC-Klasse-I-gebundene Peptide mithilfe der Massenspektrometrie, um festzustellen, wie Zigarettenrauch die entzündliche Antigenpräsentation in Lungenzellen beeinflusst. Schließlich maßen sie IAV-spezifische CD8+-T-Zellen im Blut von COPD-Patienten mithilfe der Tetramer-Technologie.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Zigarettenrauch die Aktivierung des Immunoproteasoms durch Zytokine und Virusinfektionen in Lungenzellen beeinträchtigt, und zwar sowohl im Labor als auch in lebenden Organismen. Zigarettenrauch verändert außerdem das Peptidrepertoire, das bei Entzündungen auf MHC-Klasse-I-Molekülen präsentiert wird. Die Studienautoren weisen zudem auf den besonderen Umstand hin, dass die MHC-Klasse-I-getriebene Aktivierung IAV-spezifischer CD8+-T-Zellen durch Zigarettenrauch beeinträchtigt wurde. COPD-Patienten wiesen weniger IAV-spezifische CD8+-T-Zellen in ihrem Blut auf als gesunde Personen und solche mit Asthma.

Fazit
Zusammenfassend zeigt die Studie, dass Zigarettenrauch den Prozess der Generierung und Präsentation von Antigenen auf MHC-Klasse-I-Komplexen infizierter Zellen stört, was zu einer verringerten Aktivierung von CD8+-T-Zellen während Virusinfektionen führt. (ah)

Autoren: Chen J et al.
Korrespondenz: Silke Meiners; [email protected]
Studie: Antiviral CD8+ T-cell immune responses are impaired by cigarette smoke and in COPD
Quelle: Eur Respir J 2023;62(2):2201374.
Web: https://doi.org/10.1183/13993003.01374-2022