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Studien haben gezeigt, dass die Spezifität des angeborenen Immunsystems durch das Nervensystem gesteuert wird

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Studien haben gezeigt, dass die Spezifität des angeborenen Immunsystems durch das Nervensystem gesteuert wird

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Forschungsarbeiten unter Leitung von WSU-Wissenschaftlern an der Washington State University stützen eine neue Theorie, wonach das angeborene Immunsystem des Menschen auf bestimmte Krankheitserreger unterschiedlich reagieren kann. Diese Eigenschaft, die so genannte Immunspezifität, wurde bisher nur dem adaptiven Immunsystem zugeschrieben, das sich im Laufe der Zeit durch Krankheiten entwickelt.

Die vorliegende Studie zeigt, dass diese angeborene Immunspezifität durch das Nervensystem gesteuert wird, und neuronale Proteine werden als das entscheidende Bindeglied in diesem Prozess identifiziert.

Die Studie, die sich auf Tiermodelle stützt, bietet einen Ansatzpunkt für die Behandlung von Krankheiten wie Sepsis, Arthritis und entzündlichen Darmerkrankungen. Bei diesen Krankheiten greift das angeborene Immunsystem den Körper an und führt zu unkontrollierten Entzündungen. Sie können auch eine Grundlage für die Feinabstimmung einer experimentellen Behandlung mit Hilfe des Nervensystems gegen Infektionen bilden.

Klinische Studien haben gezeigt, dass die Stimulierung geschädigter neuronaler Schaltkreise, sei es elektrisch oder pharmakologisch, viele angeborene Immunkrankheiten heilen oder lindern kann. Wenn wir verstehen, wie das angeborene Immunsystem auf bestimmte Krankheitserreger reagiert, können wir die neuronalen Schaltkreise manipulieren und die Intensität der Immunantwort nach Bedarf anpassen.

Dies trägt dazu bei, das Gleichgewicht des Immunsystems wiederherzustellen oder eine Überreaktion zu vermeiden, die zu langfristigen Entzündungen, Gewebeschäden und sogar zum Tod durch Rückfall führen kann; oder aber die unzureichende Reaktion zu verstärken, um die Verschlechterung der Infektion zu verhindern.

Die Studie wurde an einem winzigen Wurm namens C. elegans durchgeführt, der sich von Bakterien im Boden ernährt. Caenorhabditis elegans ist ein gängiges Modelltier zur Untersuchung der neuronalen Regulation der angeborenen Immunität. Aufgrund seines einfachen Nervensystems hat er nur 302 identifizierbare Neuronen, während es im menschlichen Gehirn 86 Milliarden Neuronen gibt, und sein transparenter Körper ermöglicht es den Wissenschaftlern zu sehen, wie verschiedene Gene exprimiert werden. Noch wichtiger ist, dass Caenorhabditis elegans im Gegensatz zum Menschen über kein adaptives Immunsystem verfügt. Daher kann die Spezifität seines angeborenen Immunsystems ohne die Einmischung der adaptiven Immunantwort untersucht werden.

Die Vorstudie des WSU-Forschungsteams ergab, dass das Fehlen eines neuronalen Rezeptorproteins namens nmur-1 unterschiedliche Auswirkungen auf das Überleben von Caenorhabditis elegans hat, wenn es verschiedenen bakteriellen Krankheitserregern ausgesetzt ist, was darauf hindeutet, dass nmur-1 die Spezifität der angeborenen Immunität als Reaktion auf Sprache vermittelt. Weitere Tests mit zwei Bakterien, die entgegengesetzte Auswirkungen auf das Überleben haben (Bakterien, die das Leben verlängern, und Bakterien, die das Leben verkürzen), bestätigten, dass nmur-1 die Spezifität der angeborenen Immunität steuert, und zeigten, wie das Protein unterschiedliche Reaktionen auf verschiedene Krankheitserreger steuert.

Die Forscher fanden heraus, dass nmur-1 Transkriptionsfaktoren steuert und dann die Transkription verschiedener Gene des angeborenen Immunsystems steuert, um mit verschiedenen Krankheitserregern fertig zu werden.

Der nächste Schritt in dieser Studie besteht darin, zu bestimmen, zu welchen neuronalen Schaltkreisen nmur-1 gehört, und diese neuronalen Schaltkreise dann zu verarbeiten, um zu sehen, wie es die Immunantwort auf verschiedene Krankheitserreger verändert. Wenn dies gelingt, wird die Arbeit der Wissenschaftler der möglichen Anwendung beim Menschen näher kommen.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Cell report veröffentlicht.

referenz

Wibisono, P., et al. (2022) Der neuronale GPCR NMUR-1 reguliert unterschiedliche Immunreaktionen auf verschiedene Krankheitserreger. Cell Reports.