Infektionsabwehr: Blutstammzellen haben ein Gedächtnis
Hat der Körper eine Infektion durchgemacht, hinterlässt das Markierungen auf der DNA von Blutstammzellen – Foto: ©phonlamaiphoto - stock.adobe.com
Jeden Tag werden im menschlichen Körper Milliarden von Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und Thrombozyten (Blutplättchen) gebildet. Verantwortlich dafür sind die Blutstammzellen, die sich im Knochenmark befinden. Ein deutsch-französisches Forscherteam unter Leitung von Professor Michael Sieweke, Immunologe an der TU Dresden, hat nun eine überraschende Eigenschaft der Blutstammzellen aufgedeckt: Sie sorgen nicht nur für die kontinuierliche Erneuerung der Blutzellen und sind Teil unserer Immunabwehr, sondern können sich auch an frühere infektiöse Begegnungen erinnern.
Durch dieses „Gedächtnis“ können die Blutstammzellen bei neuen Infektionen eine schnelle und effiziente Immunantwort geben. Das teilt die Technische Universität Dresden mit. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse der Studie im Wisssenschaftsjournal „Cell Stem Cell“. Die Autoren hoffen, dass ihre Erkenntnis zu neuen Therapien beitragen, mit denen ein schwaches Immunsystem gestärkt beziehungsweise ein überreagierendes gebremst werden könnte. Auch Impfstrategien könnten davon maßgeblich beeinflusst werden, so die Forscher.
Blutstammzellen sind wichtiger Teil der Immunabwehr
Bis vor zehn Jahren waren Wissenschaftler allgemein der Auffassung, dass es sich bei Blutstammzellen um unspezialisierte Zellen handelt, die blind für externe Signale wie z. B. Infektionen sind. Nur ihre spezialisierten Tochterzellen würden diese Signale wahrnehmen und eine Immunantwort geben. In den letzten Jahren aber haben Studien diese Auffassung widerlegt und gezeigt, dass Blutstammzellen externe Faktoren wahrnehmen können, um bei Bedarf spezifische Immunzellen zur Bekämpfung einer Infektion zu produzieren.
Offen blieb jedoch bisher die Frage, welche Funktion die Blutstammzellen bei der Reaktion auf wiederholte Infektionsschübe haben. Es ist bekannt, dass das Immunsystem über ein Gedächtnis verfügt, das es ihm erlaubt, besser auf zurückkehrende Infektionserreger zu reagieren. Die vorliegende Studie belegt nun, dass Blutstammzellen eine zentrale Rolle dabei spielen.
Funktion bei wiederholten Infektionsschüben
„Wir haben entdeckt, dass Blutstammzellen eine schnellere und effizientere Immunantwort auslösen können, wenn sie zuvor dem bakteriellen Molekül LPS ausgesetzt waren, das eine Infektion nachahmt“, sagt Dr. Sandrine Sarrazin, Senior-Autorin der Studie, und Sieweke, Letzt-Autor der Studie, ergänzt: „Die erste Konfrontation mit LPS führt dazu, dass sich Markierungen auf der DNA der Stammzellen ablagern, und zwar genau um die Gene herum, die für eine Immunantwort wichtig sind. Ähnlich wie Lesezeichen sorgen die Markierungen auf der DNA dafür, dass diese Gene leicht zu finden sind und im Falle einer zweiten Infektion durch einen ähnlichen Erreger schnell für eine Immunreaktion aktiviert werden können.“
Hoffnung auf verbesserten Schutz gegen Infektionen
Die Autoren untersuchten auch, wie dieses „Gedächtnis“ in die DNA eingebrannt wird. Sie stellten fest, dass der Hauptakteur C/EBPb heißt – ein Protein, das an der Genregulierung beteiligt ist. Sie entdeckten dabei eine neue Funktion dieses Proteins, das festlegt wo die „Lesezeichen“ gesetzt werden. Die Summe dieser Erkenntnisse sollte zu neuen Wegen führen, die Immunantwort besser zu regulieren und sollte Einfluss auf künftige Impfstrategien haben.
„Die Fähigkeit unseres Immunsystems, frühere Infektionen zu verfolgen und beim zweiten Auftreten effizienter zu reagieren, ist das Grundprinzip von Impfstoffen. Mit unserem neuen Verständnis, wie Blutstammzellen Informationen der Immunantwort speichern, ergeben sich neue Immunisierungsstrategien, um den Schutz vor Infektionserregern zu verstärken“, so Sieweke. „Ganz grundsätzlich sollten unsere Erkenntnisse neue Wege aufzeigen, das Immunsystem zu stärken, wenn es zu schwach ist, oder zu bremsen, wenn es überreagiert.“
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