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Aspergillen überlisten das Immunsystem

Ein Team um Univ.-Prof. Cornelia Speth von der Sektion für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie des Departments für Hygiene, Mikrobiologie und Sozialmedizin (Leitung Univ.-Prof. Manfred Dierich) erzielte kürzlich interessante Forschungsdaten zur fortdauernden Auseinandersetzung von fungalen Pathogenen mit dem Immunsystem. Die zerebrale Aspergillose stand dabei im Fokus der Untersuchungen.

Wenn Aspergillen das Zentralnervensystem befallen, wird das Komplementsystem - ein sehr effektives Instrumentarium des angeborenen Immunsystems - aktiviert und hochreguliert. Trotzdem endet diese Infektion aufgrund ausgefeilter Ausweich- und Abwehrmechanismen des Erregers fast immer tödlich.

Ein vielseitiges Abwehrsystem

Das Komplementsystem ist einerseits ein phylogenetisch alter, zentraler Bestandteil der angeborenen Immunität, bildet aber andererseits auch eine Brücke zur adaptiven Abwehr. Es besteht aus mehr als 30 löslichen und Membran gebundenen Proteinen mit Regulatoren und Rezeptoren. Signale wie Antigen-Antikörper-Komplexe, mikrobielle Oberflächenmoleküle, aber auch Tumor- und apoptotische Zellen können auf drei Wegen das System aktivieren. Eine Kaskade von Reaktionen führt zu einer Vielzahl von Wirkungen, von denen nur einige erwähnt seien: durch Porenbildung in der Membran oder Markierung für die Phagozytose (Opsonisierung) werden Pathogene eliminiert, eine Vielzahl von Zelltypen kann aktiviert werden, Entzündungsreaktionen und das adaptive Immunsystem werden stimuliert.

Trickreiche Aspergillen

Die Gruppe um Prof. Speth konnte nachweisen, dass ein Befall des Gehirns zu einer starken Hochregulierung von Komplement führt; sowohl Astrozyten, Oligodendrozyten und Neurone, aber auch infiltrierende Makrophagen tragen dazu bei. Auf der anderen Seite verfügen Aspergillen über Mechanismen, um der Erkennung und den Attacken des Komplementsystems zu entgehen. Durch immunhistochemische Untersuchungen konnten zwei dieser Evasionsmechanismen nachgewiesen werden. Einerseits wird durch einen vom Pilz gebildeten Inhibitor die Opsonisierung der Oberfläche mit Komplementfaktor 3 (C3)-Fragmenten verhindert und damit der Angriff durch Phagozyten erschwert. Andererseits bieten paradoxerweise Abszesse, die eigentlich zur Abgrenzung der Infektion gebildet werden, dem Pilz Schutz vor dem Komplement. Während in der faserreichen Grenzschicht Komplementproteine in hohen Konzentrationen zu finden sind, sind sie im zentralen nekrotischen Bereich kaum nachweisbar.

Die Ergebnisse der Studie wurden bereits in der Fachzeitschrift „Microbes und Infections“ veröffentlicht. Derzeit beschäftigt sich die Arbeitsgruppe um Prof. Speth mit einem potentiellen weiteren Virulenzmechanismus des Pilzes: der Zerstörung von Komplementproteinen durch sekretorische Proteasen. Gezielte Gegenmaßnahmen zu Evasionsstrategien dieses gefährlichen Pathogens könnten in der Zukunft zu neuen, unterstützenden Therapieformen führen.