The Benefit of Immune Memory
Um zu untersuchen, welche Zelltypen an der Bildung des Immungedächtnisses nach einer Lungenentzündung beteiligt sind, verabreichten die Forscher einer Gruppe von Mäusen eine bis drei leichte Streptococcus pneumoniae-Infektionen, indem sie ihnen die Bakterien in die Nase stachen – ähnlich wie die Infektion normalerweise erworben wird – um wiederholte Atemwegsinfektionen zu imitieren. Eine Kontrollgruppe von Mäusen wurde nicht infiziert.
Ungefähr vier bis acht Wochen später, als die Entzündung durch die Infektionen abgeklungen war, infizierten sie die Lungen der Mäuse mit einem anderen, schweren, lebensbedrohlichen Stamm der Lungenentzündung. Im Vergleich zu Mäusen, die nicht an den vorherigen Infektionen gelitten hatten, waren die Mäuse, deren Nasen die Forscher mit weniger schweren Pneumokokkenbakterien bestrichen hatten, viel resistenter gegen die schwere Infektion. Fünf Tage nach der Infektion mit einer schweren Form von Streptococcus pneumoniae waren alle Mäuse, die zuvor nicht infiziert worden waren, gestorben, während 90 % der zuvor infizierten Mäuse noch lebten.
Mäuse, die die Forscher zweimal infizierten, hatten eine Population weißer Blutkörperchen, die CD4-Lymphozyten, in ihren Lungen. Diese Zellen waren auf den zuvor infizierten Lungenflügel beschränkt, anstatt über den gesamten unteren Atemtrakt verteilt zu sein, und werden als residente T-Gedächtniszellen bezeichnet. Die Mäuse waren auch nur in diesem Lappen vor Lungenentzündung geschützt, einem Lappen, der von den Studienautoren als „immunologisch erfahren“ bezeichnet wird.
Um zu testen, ob die Zellen der Grund für den Schutz waren, entfernten die Wissenschaftler die residenten T-Gedächtniszellen, indem sie sie an einen Antikörper banden und dann den Zell-Antikörper-Komplex entfernten. Als die Forscher diese Mäuse ohne Gedächtniszellen der letzten, schweren Infektion aussetzten, hatten sie keinen Schutz mehr dagegen.
Die residenten T-Gedächtniszellen schützten die Mäuse sogar vor Infektionen mit anderen Subtypen – Serotypen – der Lungenentzündung, als die Forscher sie zuvor ausgesetzt hatten.
„Die residenten T-Gedächtniszellen, die nach früheren Infektionen zurückgeblieben sind, sind breiter wirksam als die durch Impfung erzeugte Immunität und bieten Schutz gegen ein breiteres Spektrum von Mikroben, die die Lungen infizieren können“, so Mizgerd in einer Pressemitteilung des Boston University Medical Center.
Wir vermuten, dass dies den natürlich erworbenen Immunschutz nachahmt, den die meisten gesunden jungen erwachsenen Menschen haben, der aber im Laufe der Zeit aufgrund von Alterung und Begleiterkrankungen wie Rauchen, Alkoholmissbrauch und chronischen Krankheiten nachlässt.
Die Autoren schlagen eine Möglichkeit vor, ihre Ergebnisse in Zukunft zu nutzen: Die Entwicklung von Impfstoffen, die lungenresidente Gedächtnis-T-Zellen gegen potenzielle Erreger der Atemwege erzeugen, ohne dass zuvor eine Lungenentzündung stattgefunden hat. Die Aktivierung der lungenresidenten T-Gedächtniszellen mit Hilfe von Medikamenten könnte eine weitere Möglichkeit zur Behandlung von Infektionen wie Lungenentzündung bei Menschen bieten, deren Abwehrkräfte aufgrund von Alter und Krankheit nachlassen.
Anstatt neue Antibiotika zur Behandlung von Lungenentzündung zu finden, könnten wir unser Immunsystem so manipulieren, dass es unsere natürlichen Abwehrkräfte, einschließlich der lungenresidenten T-Gedächtniszellen, nutzt, um sich gegen Infektionen der Atemwege zu schützen oder darauf zu reagieren.