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Montag 7 Mai 2018

Neue grundlegende Erkenntnisse der PNI

Die Psycho-Neuro-Immunologie (PNI) richtet sich auf die Beziehungen und Zusammenhänge zwischen Verhalten, Nervensystem und Immunsystem. Nun zeigt eine neue Studie, wie Nervenzellen im Darm helfen, die Immunantwort gegen Infektionen auszulösen.

 

Immun- und Nervensystem arbeiten eng zusammen. Eine neue Studie zeigt auf zellbiologischer Ebene, wie Nervenzellen im Darm eine entscheidende Rolle beim Auslösen einer Immunantwort gegen Infektionen spielen. Dies ist eine wichtige Entdeckung, da Wissenschaftler bereits seit vielen Jahren auf der Suche nach effektiven Therapien bei entzündlichen Erkrankungen wie Asthma, Nahrungsmittelallergien und Darmerkrankungen sind, die mit einer übermäßigen Reaktion des Immunsystems einhergehen.

 

Enge Verknüpfung 

Der Darmtrakt bietet Lebensraum für die unterschiedlichsten Zelltypen, darunter Zellen des Immunsystems, die zur Abwehr von Parasiten und anderen potenziellen Eindringlingen dienen, die Infektionen verursachen können. Außerdem verfügt die Darmschleimhaut über Hunderte von Millionen Nervenzellen. So haben Forscher in den USA entdeckt, dass eine Gruppe von spezifischen, angeborenen Typ-2-Lymphoid-Immunzellen (ILC2) im Darm eng mit Nervenzellen verknüpft ist.

 

Diese beiden Zelltypen, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden, kommunizieren miteinander. ILC2-Zellen haben eine Antenne in Form eines Rezeptors für ein Protein namens Neuromedin U (NMU). NMU ist ein Botenprotein, das von Nervenzellen freigesetzt wird. Weiterhin fanden die Forscher heraus, dass die Bindung von NMU an Rezeptoren auf ILC2-Zellen zu einer schnellen Vermehrung von ILC2-Zellen und der Freisetzung von Cytokinen führt.

 

Gesteigerte Reaktionsfähigkeit 

Die Verabreichung von NMU an mit Darmparasiten infizierte Mäuse führte zu einer Entzündung und einer starken Immunantwort, die den Mäusen half, die Parasiten schneller zu beseitigen. Umgekehrt schienen Mäuse, denen NMU-Rezeptoren fehlten, anfälliger für Parasiten zu sein, was zu deren schnellerer Vermehrung im Darm der Nagetiere führte.

Das heißt also, dass NMU-bildende Zellen die ILC-2-Zellen in einen Bereitschaftszustand versetzen, der es ihnen ermöglicht, schnell und effektiv auf Infektionen zu reagieren.

 

Nachdem die ILC-2-Zellen als starke Quelle(n) bestimmter Cytokine identifiziert waren, haben andere Forscher weitere Details des wechselseitigen Wirkmechanismus untersucht, insbesondere hinsichtlich der Frage, wie solche Entzündungsreaktionen abgeschwächt werden können. Hierbei zeigte sich, dass ILC-2-Zellen nicht nur Antennen für NMU, sondern auch beta-2-adrenerge Rezeptoren (β2AR) besitzen, an die sich der ebenfalls von Nervenzellen freigesetzte Noradrenalin-Neurotransmitter bindet.

 

Um die Rolle von β2AR in der Kommunikation zwischen den beiden Systemen zu erkennen, verwendeten die Forscher Mäuse, denen dieser Rezeptor fehlte. Diese Mäuse wurden nun mit parasitären Würmern infiziert. Als Ergebnis entwickelten die Nagetiere eine übermäßig starke Immunantwort gegenüber der Infektion. Schlimmer noch: Auch die Zahl der Parasiten nahm zu. Wurden hingegen normale Mäuse mit Medikamenten behandelt, die die Expression von β2AR stimulierten, schwächte sich die Immunantwort ab und die Wurminfektion ging ebenfalls zurück.

 

Fazit 

Diese Studien machen deutlich, dass das Immunsystem und das Nervensystem bei der Bekämpfung von Infektionen und der damit verbundenen Regulation von Entzündungsreaktionen eng miteinander kommunizieren. Die β2A-Rezeptoren steuern dabei die Vermehrung der ILC2-Zellen und können helfen, Entzündungen zu verhindern. Mit anderen Worten: Der β2AR-Signaltransduktionsweg ist ein intrinsischer negativer Regler der ILC-2-Antwort.

 

Falls sich diese Ergebnisse beim Menschen bestätigen, kann das sehr positive (signifikante) Folgen für Patienten mit Asthma, Allergien und anderen entzündlichen Erkrankungen mit sich bringen. Die am häufigsten zur Behandlung von Asthma verwendeten Medikamente stimulieren auch β2AR und die Ergebnisse der Studie könnten nun die Erklärung dafür liefern, warum sie so wirksam bei der Beherrschung von Allergiesymptomen sind.

 

Literatur

Klose CSN, Mahlakõiv T, Moeller JB, Rankin LC, Flamar AL, Kabata H, Monticelli

LA, Moriyama S, Putzel GG, Rakhilin N, Shen X, Kostenis E, König GM, Senda T,

Carpenter D, Farber DL, Artis D. The neuropeptide neuromedin U stimulates innate

lymphoid cells and type 2 inflammation. Nature. 2017 Sep 14;549(7671):282-286.

doi: 10.1038/nature23676. Epub 2017 Sep 6. PubMed PMID: 28869965.

Moriyama S, Brestoff JR, Flamar AL, Moeller JB, Klose CSN, Rankin LC, Yudanin

NA, Monticelli LA, Putzel GG, Rodewald HR, Artis D. β(2)-adrenergic

receptor-mediated negative regulation of group 2 innate lymphoid cell responses.

Science. 2018 Mar 2;359(6379):1056-1061. doi: 10.1126/science.aan4829. PubMed

PMID: 29496881.

https://medicalxpress.com/news/2018-03-nervous-inflammation.html

https://medicalxpress.com/news/2017-09-immune-nerve-cells-gut-infections.html