Wie erkennt unser Immunsystem Eindringlinge und Gefahren?

Die Fähigkeit des Immunsystems, eindringende Krankheitserreger und verändertes Gewebe zu erkennen, sichert unser Überleben. Damit dies zielsicher gelingt, handelt unsere Immunabwehr nach dem Prinzip der Mustererkennung. Zur Unterscheidung verschiedener Muster hat unser angeborenes Immunsystem ein ausgeklügeltes Repertoire an Mustererkennungsrezeptoren. Diese Rezeptoren sind in der Lage, molekulare Muster von Stoffen zu erkennen, die mit Krankheiten oder Infektionen in Verbindung gebracht werden und sich vom normalen, gesunden Gewebe unterscheiden. Solche molekularen Muster sind in Pathogenen zum Beispiel als Endotoxine auffindbar. Mustererkennungsrezeptoren sind in der Lage, eine schnelle und starke Reaktion auf Krankheitserreger auszulösen. Die Stärke dieser Reaktion muss allerdings gegen das Risiko von Kollateralschäden am gesunden Gewebe abgewogen werden. Unser Immunsystem verfügt also auch über Mechanismen, die die Immunantwort feinjustieren und begrenzen können. Dazu gehören entzündungshemmende zelluläre Faktoren wie das Zytokin Interleukin-10, aber auch Enzyme wie Proteasen und Nukleasen, welche die für eine Immunantwort verantwortlichen molekularen Muster entfernen. Das Auflösen einer nicht mehr benötigten Immunreaktion ist wichtig, damit das Gewebe nach überstandener Infektion und Verletzung repariert werden kann. Auch für das richtige Erkennen von nachfolgenden Gefahrensignalen ist die Auflösung einer vorausgegangenen Antwort essenziell.

Wir untersuchen wie das angeborene Immunsystem zwischen körpereigenen und krankheitserregenden Molekülen unterscheiden kann. Im Fokus unserer Arbeiten stehen dabei Nukleinsäuren und regulatorische Nukleasen, aber auch neue Ansätze in der Immuntherapie zur Bekämpfung von Krebs.

Was passiert bei einer „sterilen Entzündung“?

Im Idealfall antwortet das Immunsystem auf eine Infektion mit einer schnellen und effizienten entzündlichen Reaktion. Sobald der Krankheitserreger vernichtet wurde, wird die Reaktion gestoppt und das Gewebe kann sich regenerieren. Bei der sogenannten sterilen Entzündung sind nicht Viren oder Bakterien die Auslöser: Ursache können Fremdkörper, wie z.B. chirurgische Nähte, oder körpereigene Stoffe aus Stoffwechselstörungen oder aus Gewebeschäden sein. Eine wichtige Quelle der sterilen Entzündung ist die Überproduktion und Akkumulation von Stoffen, die vom Körper selbst produziert werden und vom Immunsystem erkannt werden können. Sterile Entzündungsreaktionen können schnell chronisch werden, da die anhaltende Entzündung wenig dazu beiträgt, die Ursache zu beseitigen. So kann das Immunsystem zwar Bakterien wirksam töten, aber keine Cholesterinkristalle auflösen. Eine chronische Entzündung kann zu weiterem Gewebeschaden und damit weiterer Entzündung führen, was einen Teufelskreis in Gang setzt. Neueste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass diese pro-inflammatorischen Prozesse in der Entstehung vieler wichtiger Erkrankungen eine Rolle spielen, wie z. B. Typ-II Diabetes, Rheumatoide Arthritis, Arteriosklerose, Gicht und der Alzheimer Erkrankung.

Wir untersuchen unter anderem, wie die Erkennungsmechanismen des angeborenen Immunsystems kristalline Materialien oder Proteinaggregate aufspüren, und welche entzündliche Erkrankungen hierdurch verursacht werden. Außerdem untersuchen wir die Effekte, die Mikro- und Nanoplastik in unseren Körpern auf unser Immunsystem haben.

Beteiligte Institution:

• Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)