Immunologie: "Das immunsensorische System geht über die eigentlichen Immunzellen hinaus"

Interview mit Prof. Gunther Hartmann

Es ist Wächter des Körpers und unter Umständen sein Feind: Das Immunsystem schützt uns auf zellulärer Ebene vor Eindringlingen, kann aber auch schwerwiegende Erkrankungen auslösen, wenn es den Körper selbst fälschlich als Bedrohung erkennt. Molekulare Rezeptoren im gesamten Körper ermöglichen diese „Wahrnehmung“ dessen, was im Körper geschieht.

22.01.2014

Foto: Gunther Hartmann

Prof. Gunther Hartmann; ©privat

MEDICA.de sprach mit Prof. Gunther Hartmann vom Universitätsklinikum Bonn über den Bonner Exzellenzcluster „ImmunoSensation“. Hartmann und seine Kollegen dort betrachten das Immunsystem als Sinnesorgan, das Informationen über Krankheitserreger sammelt und sie für eine Immunantwort koordiniert. Diesen Ansatz können die Forscher zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten nutzen.

MEDICA.de: Prof. Hartmann, woran forscht der Exzellencluster „ImmunoSensation“?

Gunther Hartmann: Der Cluster fasst das Immunsystem als immunsensorisches System auf, das heißt als ein weiteres Sinnesorgan, das mit Rezeptoren nach Pathogenen oder Schädigungen im Körper sucht. Dieses System geht über die eigentlichen Immunzellen hinaus, da Sinnesrezeptoren des immunsensorischen Systems auch in anderen Körperzellen vorhanden sind. Es hat sich herausgestellt, dass das Immunsystem auch eng mit anderen funktionellen Systemen des Körpers, wie dem metabolischen oder dem Nervensystem, verbunden ist.

MEDICA.de: Welche Fachrichtungen beteiligen sich an dieser Forschungsarbeit?

Hartmann: Federführend beteiligt sind zwei Bereiche hier an der Universität Bonn: die Medizinische Fakultät sowie LIMES, Life and Medical Sciences, an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät. Außerdem sind das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und das center of advanced european studies and research (ceasar) am Exzellenzcluster beteiligt.

Fachlich kooperieren die Fachgebiete der Immunologie, der Neurowissenschaften und der Mathematik der Universität mit den Neurowissenschaften am DZNE und der Biophysik und der molekularen Sensorik am caesar. Außerdem arbeiten wir international mit Partnern aus den USA, England, Irland, Israel und Japan zusammen.
Foto: Nervensystem

Das Immunsystem erstreckt sich mit seinen Rezeptoren über den gesamten Körper. Dabei ist es auch mit dem Nervensystem verbunden. Seine Informationen werden aber in den Immunorganen ausgewertet; © panthermedia.net/Shubhangi Kene

MEDICA.de: Was bedeutet es konkret, das Immunsystem als Sinnesorgan zu begreifen? Wie hängt es mit anderen Systemen des Körpers zusammen?

Hartmann: Bei den meisten Sinnesorganen erfolgt die Verrechnung der Signale im zentralen Nervensystem. Dort werden ihre Signale integriert und ausgewertet. Auch das Immunsystem ist mit dem Nervensystem verbunden, aber seine Signale werden nicht dort, sondern in den Immunorganen selbst integriert. Die Immunzellen sind in der Regel mobile Einheiten. Wir fokussieren uns thematisch auch darauf, wie die gesamte Information aus diesen mobilen Einheiten integriert wird, sodass die richtige Immunreaktion daraus resultiert: Es muss zu einer spezifischen, zielgerichteten Immunantwort kommen, die nicht den eigenen Körper schädigt, sondern den Schaden abwendet. Dabei sind Mechanismen der sterilen Entzündung, die unabhängig von Infektionen, Bakterien oder Viren stattfinden, ein wichtiges Thema des Clusters. Im Zentrum des immunsensorischen Systems stehen Rezeptoren, die sich auf Immunzellen und Körperzellen befinden. Damit wirken auch Nicht-Immunzellen im immunsensorischen System mit.

MEDICA.de: Welche Rolle spielen die Rezeptoren bei der Entstehung von Krankheiten beziehungsweise beim Schutz dagegen?

Hartmann: Es gibt verschiedene Rezeptorfamilien. Eine erkennt virale Nukleinsäuren, eine andere bakterienspezifische Moleküle. Sie stellen die Anwesenheit von eindringenden Keimen über die Anwesenheit bestimmter Moleküle fest, die im Menschen nicht vorkommen, und können so früh Abwehrmechanismen gegen eine Erkrankung in Gang setzen. Andere Liganden erkennen auch krankhaft veränderte Moleküle des menschlichen Organismus, wenn diese beispielsweise in zu großer Menge vorkommen oder in molekular veränderter Form. Eine fälschliche Erkennung von eigenen Nukleinsäuren kann jedoch auch zur Auslösung von Autoimmunerkrankungen führen.
Foto: Antikörper und Bakterium

Im Kern der Forschung stehen Rezeptoren, die fremde und körpereigene Moleküle erkennen und unterscheiden können. Sie sammeln Informationen über mögliche Gefahren und Eindringlinge; © panthermedia.net/Sebastian Kaulitzki

MEDICA.de: Wie unterscheidet sich diese Betrachtung des Immunsystems von vorherigen Sichtweisen?

Hartmann: Die Immunforschung hat mehrere Wellen von Entwicklungen erlebt. Bis etwa 1965 hat man sich vor allem mit dem humoralen Immunsystem befasst, dazu gehören die B-Zellen und die von ihnen produzierten Antikörper. Dann hat sich gezeigt, dass T-Zellen wiederum die B-Zellen steuern. Die Besonderheit beider Immunzelltypen, der B- und T-Zellen, ist, dass sie während der Lebenszeit des Menschen neue Gene durch Rekombination erzeugen. Damit entstehen auch neue Rezeptoren, die gezielt auf bestimmte neue Oberflächenstrukturen von Bakterien oder Viren ausgerichtet sind. Man spricht daher vom erworbenen Immunsystem.

Das erworbene Immunsystem muss aber dahingehend gesteuert werden, ob eine Immunantwort überhaupt in Gang gesetzt werden soll, oder nicht. Die Zellen des angeborenen Immunsystems übernehmen diese Funktion, allen voran die dendritischen Zellen. Sie erkennen über immunsensorische Rezeptoren Gefahren für den Organismus und aktivieren T-Zellen oder induzieren Toleranz. Wir verstehen nun sowohl die Rezeptoren des angeborenen Immunsystems als auch die Rezeptoren der T- und B-Zellen mit Antikörpern als Teile des immunsensorischen Systems, denn alle Rezeptoren sind hochspezialisiert für das Erkennen von Gefahren und Schädigungen.

MEDICA.de: Was für Ansätze bieten sich hier zur Behandlung von Krankheiten?

Hartmann: Sterile Entzündungen spielen eine wichtige Rolle bei bestimmten Volkskrankheiten wie Atherosklerose, Neurodegeneration bei Morbus Alzheimer oder Gicht. Bei all diesen Erkrankungen kommt es zu einer sterilen Entzündung. Außerdem gibt es verschiedene erblich bedingte, sterile entzündliche Erkrankungen, die oft einen ernsten Verlauf haben, wie beispielsweise das Muckle-Wells-Syndrom. Diese Erkrankungen sind heute hervorragend behandelbar, nachdem man jetzt die molekularen Mechanismen versteht, die für die Überstimulation des Immunsystems durch körpereigene Moleküle verantwortlich sind. Mit der Blockade der Mechanismen, die am Entzündungsprozess beteiligt sind, kann man heute das immunsensorische System wieder ins Gleichgewicht bringen, und damit diese autoinflammatorische Erkrankung weitgehend heilen.

Exzellenzcluster ImmunoSensation
Foto: Timo Roth; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview führte Timo Roth.
MEDICA.de