Neue Studie entschlüsselt zentrale Mechanismen hinter antibiotikaresistenter Lyme-Arthritis (ARLA)

Ein Team aus der Kinderklinik des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) zeigt, wie bestimmte Zellen unseres Immunsystems zuerst die durch einen Zeckenstich ausgelöste Borrelien-Infektion bekämpfen und dann bei manchen Menschen eine Fehlreaktion auslösen, die zu einer chronischen Gelenkentzündung führt. Dieses Wissen hilft nicht nur bei der Diagnose und Behandlung von ARLA, sondern liefert auch Hinweise darauf, wie Infektionen und das Immunsystem bei anderen Krankheiten wie der rheumatoiden Arthritis zusammenwirken.

Hannover, Gießen, Köln – Ob Magen-Darm-Infekt, lästiger Schnupfen oder Husten – die Folgen vieler Virusinfektionen sind unangenehm, vorübergehend und in den meisten Fällen wehrt das Immunsystem die Eindringline erfolgreich ab. Doch es gibt auch Viren, gegen die das körpereigene Abwehrsystem machtlos ist und die zu schwerwiegenden Schäden bis hin zu Krebs führen können: Dazu zählen Hepatitis B- und Hepatitis C-Virusinfektionen, die laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) im Jahr 2022 weltweit zu 1,3 Millionen Todesfällen führten.

TWINCORE-Forschende zeigen die Rolle epistatischer Interaktion bei der Omicron-Variante des SARS-CoV-2-Virus

Bestimmte Veränderungen im Erbgut von Krankheitserregern können deren Fähigkeit, menschliche Zellen zu infizieren, verändern oder sie besser vor der Abwehr durch das Immunsystem schützen. Diesen Effekt konnten Forschende besonders eindrucksvoll beim Coronavirus SARS-CoV-2 beobachten. Während der Coronapandemie hat interdisziplinäres Team am TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung in Hannover, das Zusammenspiel von Mutationspaaren, die mehrere dieser Veränderungen der Infektiosität und der Immunabwehr ausgelöst haben könnten.

Woran genau erkennt das Immunsystem eine Krebszelle? Die Kenntnis der potentiellen Zielstrukturen für die Abwehrzellen ist Grundvoraussetzung für die Entwicklung personalisierter Krebs-Immuntherapien. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und dem NCT Heidelberg veröffentlichen ein auf Massenspektroskopie basierendes hochempfindliches Verfahren, um solche tumorspezifischen „Neoepitope” zu identifizieren. Das Analyseverfahren ist auf die Detektion dieser selten vorkommenden Proteinfragmente ausgelegt und kommt mit geringsten Mengen an Probenmaterial aus.

Das Immunsystem gibt nach wie vor zahlreiche Rätsel auf. Zwar ist inzwischen viel darüber bekannt, wie Immunzellen Krankheitserreger oder Krebszellen bekämpfen. Doch das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Abwehrzellen ist noch längst nicht vollständig verstanden. Wir stellen einen DKFZ-Wissenschaftler vor, der mit seiner vielbeachteten Forschung maßgeblich dazu beigetragen hat, besser zu verstehen, wie der Körper ein funktionsfähiges Immunsystem bildet. Dieses und viele weitere Themen finden Sie in der neuen Ausgabe des einblick.

Zur Abwehr von Krankheitserregern und Krebs aktiviert das Immunsystem bestimmte weiße Blutzellen, die T-Helferzellen (Th-Zellen). Sie werden je nach Ziel (Viren, Bakterien, Parasiten, Tumorzellen) unterschiedlich geprägt und können Entzündungsreaktionen verstärken oder abschwächen. Forschende von Charité – Universitätsmedizin Berlin und Deutschem Rheuma-Forschungszentrum Berlin, ein Leibniz-Institut, haben nun entdeckt, dass sich Th-Zellen in der Stärke ihrer Prägung unterscheiden und unterschiedlich gut umprogrammieren lassen. Das eröffnet neue Therapieoptionen für entzündliche und autoimmune Erkrankungen sowie Immunzelltherapien. Die Daten wurden im Journal Science Advances veröffentlicht.

Unsere Lunge ist täglich den unterschiedlichsten Partikeln ausgesetzt – ungefährlichen genauso wie krankmachenden. Mit jedem Erreger passt das Immunsystem seine Antwort an. Selbst harmlose Partikel tragen dazu bei, die Immunantwort zu verbessern – das haben nun Forschende der Universität Bonn gezeigt. Die Ergebnisse wurden in Nature Immunology veröffentlicht.

Tumore verhindern aktiv, dass sich Immunantworten durch sogenannte zytotoxische T-Zellen bilden, die den Krebs bekämpfen könnten. Wie das genau geschieht, beschreiben jetzt erstmals Forschende der Technischen Universität München (TUM) und des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU). Die Studie im Fachmagazin „Nature” liefert Ansatzpunkte für neue Krebs-Immuntherapien, und könnte bestehende Behandlungen effektiver machen. Eine zweite Arbeit in „Nature” bestätigt die Erkenntnisse.

Jährlich erleiden jeweils zwischen 250.000 und 300.000 Menschen in Deutschland einen Schlaganfall oder Herzinfarkt. Als Folge ist bei Betroffenen häufig auch das Immunsystem gestört und es kommt oft zu Infektionen, die lebensbedrohlich sein können. Bislang wusste man wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen. Ein Forschungsteam aus Wissenschaftler:innen der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen, des Universitätsklinikums Essen und des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften e.V. in Dortmund hat nun eine bisher unbekannte Ursache aufdecken können – und einen Therapieansatz. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in Nature Cardiovascular Research.

Einige Krankheitserreger verstecken sich in menschlichen Zellen und verbessern so ihre Überlebenschancen. Forschende der Universität Basel haben nun eine einzigartige Taktik aufgedeckt, mit der sich bestimmte Bakterien im Körper ausbreiten, ohne dabei vom Immunsystem entdeckt zu werden. In ihrer Studie berichten sie über die entscheidende Rolle einer bakteriellen Nanomaschine im Infektionsgeschehen.

Zum 13. Mal haben das Paul-Ehrlich-Institut und der Verein zur Förderung des Langener Wissenschaftspreises den mit insgesamt 2.000 Euro dotierten Langener Nachwuchswissenschaftspreis verliehen.

Den ersten Preis erhält Samuel Theuerkauf (30) für seine Forschungsarbeiten zum verbesserten Gentransfer mithilfe zweier Marker.

Den zweiten Preis erhält Dr. Yen-Ju Lin (35) für ihre Forschung zum Einfluss künstlich erzeugter Fusionsproteine auf das Immunsystem.

Der dritte Preis geht an Dr. Moritz Schüssler (33) für seine Forschung zum Einfluss des Restriktionsfaktors SAMHD1 auf HIV-1-Infektionen.

Forschungsteam von TWINCORE und HZI zeigt, wie ein Enzym die Pathogenität des Erregers reguliert

Pseudomonas aeruginosa ist ein gefährlicher Krankenhauskeim, der Atemwege und Lunge befällt. Für Personen mit geschwächtem Immunsystem oder schweren Atemwegserkrankungen kann eine Infektion mit dem Bakterium lebensbedrohlich sein. Wirksame Behandlungsmöglichkeiten gibt es bislang nicht. Forscherinnen und Forscher vom TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung in Hannover, sowie des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig konnten nun zeigen, dass ein Enzym die krankmachende Wirkung des Erregers durch Modifikation von tRNA-Molekülen …

Forschende der LMU München konnten zeigen, dass Schlaf die Fähigkeit von T-Zellen fördert, in Lymphknoten einzuwandern.

HCMV programmiert zelluläre Abwehrmechanismen um

Das humane Cytomegalievirus, kurz HCMV schlummert bei den meisten Menschen ein Leben lang unbemerkt im Körper. In immungeschwächten Individuen kann das Virus allerdings lebensgefährliche Infektionen verursachen. Es befällt dendritische Zellen, einen bestimmten Typ Zellen im Immunsystem. Die Mehrzahl von ihnen wird zwar infiziert, aber nur in wenigen wird das genetische Programm der Viren sofort ausgeführt. Forscherinnen und Forscher am TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung, konnten jetzt zeigen, welche Signalwege des angeborenen Immunsystems das Virus angreift, …

Forscher*innen aus Freiburg und München haben ein körpereigenes Molekül entdeckt, das in Tierstudien das Immunsystem im Darm und die Darmflora ausgewogener macht und schwere Nebenwirkungen von Stammzelltransplantationen mindert / Bestätigung in Humanproben

Die Abfallanlage lebender Zellen, das Proteasom, zerkleinert nicht nur ausgediente oder beschädigte Proteine. Es unterstützt das Immunsystem auch dabei, Krebszellen oder infizierte Zellen zu erkennen, indem es Proteinschnipsel – sogenannte Immunpeptide – produziert. Ein Team um Juliane Liepe am Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften hat nun in einer internationalen Kooperation den Proteinabbau durch das Proteasom im Labor nachgestellt und die dabei gebildeten Peptide identifiziert und quantifiziert. Der damit erzeugte Datensatz könnte zukünftig dazu beitragen, Immunpeptide vorherzusagen und neue Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten oder Krebs zu entwickeln.

Chronischer Stress wirkt sich auf das Immunsystem und das Gehirn aus. Forschende der UZH zeigen, dass unter Stress ein bestimmtes Enzym aus Immunzellen ins Gehirn gelangt. Bei Mäusen bewirkt es, dass sie sich zurückziehen und soziale Kontakte meiden. Dieser neu entdeckte Zusammenhang von Körper und Geist bei stressbedingten psychischen Erkrankungen könnte zu neuen Behandlungen bei Depressionen führen.

Forschungsteam identifiziert „Schutzschalter“ in Protein des Virus SARS-CoV-2

Mit über 700 Millionen Erkrankten und fast sieben Millionen Toten war die weltweite Ausbreitung von Covid-19 die bislang verheerendste Pandemie des 21. Jahrhunderts. Impfstoffe und Medikamente gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 konnten den Krankheitsverlauf bei vielen Menschen abschwächen und die Pandemie eindämmen. Die Gefahr weiterer Ausbrüche ist jedoch nicht gebannt: Das Virus verändert ständig seinen Bauplan. Dadurch kann es immer effektiver menschliche Zellen infizieren und sich vermehren.

Molekulares Abwehrsystem schützt Bakterien vor Viren und macht sie gleichzeitig anfällig für Antibiotika

Auch Bakterien haben ein eigenes Immunsystem, dass sie gegen spezielle Viren – sogenannte Bakteriophagen – schützt. Ein Forschungsteam der Universitäten Tübingen und Würzburg zeigt nun, wie das Immunsystem die Wirkung von bestimmten Antibiotika gegen den Cholera-Erreger Vibrio cholerae verstärkt. Das Immunsystem ist der Grund, warum dieses Bakterium besonders empfindlich auf eine der ältesten bekannten Antibiotikaklassen – die Antifolate – reagiert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Microbiology veröffentlicht.

Das Guillain-​Barré-​Syndrom ist eine seltene Krankheit, bei der das Immunsystem die peripheren Nerven angreift. Betroffene leiden an Muskelschwäche und Lähmungen. Ein Forschungsteam unter Leitung der ETH Zürich hat nun den Mechanismus dieser Autoimmunreaktion aufgeklärt.

Bacillus Calmette-Guérin (BCG) ist eine der ältesten und weltweit meistverwendeten Impfungen. Sie schützt nicht nur gegen Tuberkulose, sondern reduziert auch das Risiko, sich mit verschiedenen anderen Erregern zu infizieren – dank eines Mechanismus, der als „trainierte Immunität“ bezeichnet wird. In einer neuen Studie, geleitet von Christoph Bock und Mihai Netea, konnte mittels epigenetischer Zellzuständen vorhergesagt werden, welchen Menschen von dem „Weckruf“ der BCG-Impfung an das angeborene Immunsystem profitieren. Diese Entdeckung trägt zur Entwicklung neuer Wirkstoffe bei, mit denen der Schutz der trainierten Immunität aufgebaut werden kann.

NEMO, ein Protein, das vor allem für seine Rolle bei Signalprozessen im Immunsystem bekannt ist, verhindert die Ablagerung von Proteinaggregaten, wie sie bei der Parkinson-Erkrankung auftreten. Es dockt dafür an bestimmte Proteinketten an, die als Kennzeichnung für die zelluläre Müllabfuhr dienen, und fördert so den Abbau der schädlichen Aggregate. Ein Forschungsteam unter Federführung von Prof. Dr. Konstanze Winklhofer von der Ruhr-Universität Bochum hat diesen Mechanismus aufgeklärt und berichtet in der Zeitschrift Nature Communications vom 19. Dezember 2023. In weiterführenden Studien untersucht das Team, wie die Erkenntnisse für therapeutische Strategien genutzt werden können.

Anders als beim Menschen können sich Zebrafisch-Herzen nach Schäden vollständig regenerieren. Dafür sorgt das Zusammenspiel zwischen Nerven- und Immunsystem, wie Forschende um Suphansa Sawamiphak vom Max Delbrück Center jetzt im Fachjournal „Developmental Cell“ schreiben.

LMU-Mediziner haben nachgewiesen, dass wichtige entzündungsfördernde Botenstoffe bereits in einem sehr frühen Stadium der Immunreaktion über kleinste Poren in der Zellmembran ins Blut abgegeben werden.

Epigenetisch wirkende Medikamente ermöglichen, dass in der Zelle Bereiche des Erbguts abgelesen werden, die vorher blockiert und unzugänglich waren. Das führt zur Bildung neuer mRNA-Abschriften und auch neuer Proteine, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und vom Universitätsklinikum Tübingen jetzt veröffentlichten. Diese „therapieinduzierten Epitope“ könnten das Immunsystem beim Erkennen von Krebszellen unterstützen.