In Deutschland erleiden jedes Jahr rund 200.000 Menschen einen Schlaganfall. Nach wie vor verläuft er häufig tödlich oder verursacht schwere Behinderungen. Die Heidelberger Klinik unter Leitung des Ärztlichen Direktors Professor Dr. Werner Hacke ist eines der weltweit renommiertesten Zentren, die innovative Ansätze zur Behandlung von Schlaganfall entwickelt und klinisch testet.

Immunzellen produzieren das schützende Interleukin-10

Das Wissenschaftlerteam von Privatdozent Dr. Roland Veltkamp, Oberarzt an der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg, hat nun im Tierexperiment nachgewiesen, dass Mäuse, die keine funktionsfähigen Treg-Zellen im Blut haben und einen Schlaganfall erlitten, einen deutlich größeren Schaden im Gehirn sowie Behinderungen davontragen als Tiere mit funktionierenden Treg-Zellen. Eine Analyse des Immunsystems zeigte: Mäuse ohne zelluläre »Ersthelfer« produzierten deutlich mehr entzündungsfördernde Botenstoffe im Gehirn und im Blut. Außerdem wurden Immunzellen, deren Aufgabe es ist, Fremdkörper oder abgestorbene Zellreste zu erkennen und zu verdauen – z.B. Mikroglia-Zellen oder Neutrophile – in Abwesenheit von Treg wesentlich stärker aktiviert.

Treg-Zellen schützen Zellen, indem sie eine schädliche Aktivierung des Immunsystems unterdrücken und können dadurch auch die Entstehung von Autoimmunkrankheiten verhindern. Unklar ist noch, wie genau die Treg-Zellen im geschädigten Hirngewebe kommunizieren. Eine wichtige Rolle scheint beim Schlaganfall das Interleukin-10 (IL-10) zu spielen, ein Botenstoff, der von den Treg-Zellen produziert wird. Wenn Mäusen ohne funktionsfähige Treg-Zellen am ersten Tag nach dem Schlaganfall IL-10 gespritzt wurde, führte dies sieben Tage später zu deutlich geringeren Hirnschäden als bei Mäusen, die kein IL-10 bekommen hatten. Der Transfer von Treg-Zellen mit gentechnisch ausgeschaltetem IL-10 hatte hingegen keinen schützenden Effekt.

Die Heidelberger Forscher arbeiten daher derzeit an verschiedenen Ansätzen, die über Treg vermittelten Schutzmechanismen in zukünftige Therapien für den Schlaganfall zu übertragen.

»Wir brauchen aber noch viel mehr Wissen über die Feinabstimmung der Immunzellen untereinander und deren Kommunikation mit den Gehirnzellen nach einem Schlaganfall, um daraus einen Behandlungsansatz für Patienten zu machen«, so Dr. Roland Veltkamp.

Literatur:
Arthur Liesz, Elisabeth Suri-Payer, Claudia Veltkamp, Henrike Doerr, Clemens Sommer, Serge Rivest, Thomas Giese, Roland Veltkamp, Regulatory T cells are key cerebroprotective immunomodulators in acute experimental stroke, Nature Medicine 2009, 15, 192 – 199.
DOI:10.1038/nm.1927.

Ansprechpartner:
PD Dr. Roland Veltkamp
Neurologische Universitätsklinik Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 400
69120 Heidelberg
Tel.: 06221/ 56 75 04
E-Mail: Roland.Veltkamp(at)med.uni-heidelberg.de

Braunschweiger Helmholtz-Forscher zeigen, wie das Immunsystem bei einer Hepatitis B-Infektion reagiert.

Hepatitis B ist die weltweit am häufigsten vorkommende Infektionskrankheit. Die Folgen sind entweder eine akute oder in seltenen Fällen eine chronische Erkrankung. Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben jetzt untersucht, wie sich die Immunantworten von chronischer und akuter Hepatitis B-Infektionen unterscheiden.

Dazu untersuchten Carlos A. Guzmán, Leiter der Arbeitsgruppe »Vakzinologie und Angewandte Mikrobiologie« und Robert Geffers, Leiter der Plattform »Genexpressionsanalyse«, zusammen mit indischen Kollegen das Vorkommen und die Art spezieller Abwehrzellen, der T-Helferzellen und ihre Rolle beim Krankheitsverlauf. Mithilfe von Genanalysen zeigten sie, wie unterschiedlich die Gene in diesen Immunzellen abhängig zum Krankheitsverlauf reguliert werden.
Diese neuen Ergebnisse können Ärzten helfen herauszufinden, ob eine Infektion ausheilt oder sich chronisch in der Leber einnistet. Die Ergebnisse veröffentlichte jetzt das Wissenschaftsmagazin »Hepatology«.

Etwas 300 bis 420 Millionen Menschen (5 bis 7% der Weltbevölkerung) sind chronisch mit dem Hepatitis B-Virus infiziert. Eines der Länder, in denen Hepatitis B häufig vorkommt, ist Indien. Beim Krankheitsverlauf unterscheidet man zwischen der akuten und der chronischen Hepatitis B. Die bekannteste Folge einer akuten Infektion ist die Gelbsucht. In fünf Prozent der Infektionen verläuft die Erkrankung chronisch, das heißt, die Viren bleiben in der Leber. Eine chronische Hepatitis B führt unbehandelt zu Bewusstseinsveränderung, Leberzirrhose und Leberkrebs. Welche Rolle das Immunsystem bei der Ausprägung einer akuten oder chronischen Hepatitis B spielt, hat man bis heute nicht vollständig verstanden.

Entscheidend für eine angemessene Immunantwort ist die schnelle Aktivierung von Immunzellen, die gezielt infizierte Leberzellen attackieren, ohne dabei unnötig viel Lebergewebe zu zerstören. Eine entscheidende Rolle beim Einstellen dieser notwendigen Balance zwischen Immunabwehr und Toleranz spielen Unterarten der T-Helferzellen: T-Effektorzellen und regulatorische T-Zellen (Treg). Während die T-Effektorzellen eine Virusinfektion bekämpfen und infizierte Körperzellen abtöten, fahren die Treg-Zellen eine Immunantwort herunter und schalten T-Effektorzellen ab. Sie wirken dadurch einer Zerstörung des Gewebes entgegen.

Die Wissenschaftler des internationalen Forscherteams untersuchten, wie diese T-Helferzellen den Krankheitsverlauf von Hepatitis B beeinflussen. Dazu verglichen sie in Blutproben indischer Hepatitis B-Patienten, inwieweit das veränderte Vorkommen der T-Zelluntergruppen im Blut den Krankheitsverlauf beeinflusst und welche Gene dafür verantwortlich sind.

Die Teams von Guzman und Geffers konnten zeigen, dass bei einer akuten Hepatitis B die T-Effektorzellen sehr aktiv sind und infizierte Körperzellen zerstören. Die Treg-Zellen verhindern in dieser Phase der Infektion, dass T-Effektorzellen gesundes Lebergewebe schädigen. Bei einer chronischen Hepatitis B Infektion werden die T-Effektorzellen hingegen weitgehend lahm gelegt: Die Treg-Zellen unterdrücken eine Immunantwort und erleichtern damit den Hepatitis B-Viren, sich in das Organ einzunisten. Der dauerhafte Kampf des Immunsystems gegen das Virus führt so zu einer langsamen Zerstörung des Lebergewebes. Ihre Beobachtungen verglichen die Forscher mit der Genaktivität: Sie zeigten, dass sich mehr als hundert Gene in T-Effektorzellen bei der Immunantwort einer akuten und chronischen Hepatitis B unterscheiden.

»Die molekularen Mechanismen und die spezifischen Genaktivitäten einer Hepatitis B-Infektion waren bisher unbekannt. Wir haben nun ein viel besseres Verständnis, wie eine akute und eine chronische Hepatitis B-Infektion abläuft und welche Prozesse dahinter stecken«, sagt Carlos A. Guzmán. »Mit der Genanalyse erweitern wir den Blick auf die molekularen Zusammenhänge, die vielfach ein Grund für die klinischen Beobachtungen sind. Dem Arzt bieten sich dadurch Möglichkeiten, durch sogenannte »Markergene« seine Diagnose zu verbessern und zusätzlich durch gezielte, auch immuntherapeutische Maßnahmen, die Behandlung der Patienten zu verbessern«, sagt Robert Geffers, der die Genanalysen der Blutproben durchführte.

Originalartikel: Nirupma TrehanPati, Robert Geffers, Sukriti, Syed Hissar, Peggy Riese, Tanja Toepfer, Jan Buer, Manoj Kumar, Carlos A. Guzman, Shiv Kumar Sarin. Gene expression signatures of peripheral CD4+ T cells clearly discriminate between patients with acute and chronic hepatitis B infection. Hepatology 2009. DOI 10.1002/hep.22696