Neuer Mechanismus: Peptide helfen beim Schutz der Lunge vor Krankheitskeimen

In den Atemwegen gibt es winzige FlimmerhĂ€rchen, die dafĂŒr sorgen, dass Staub, Pollen und Krankheitserreger nicht in die Lunge eindringen können. Wie dieser Schutzmechanismus bei der Abwehr von Bakterien in der Luftröhre und den Bronchien wirkt und welche Rolle Peptide dabei spielen, haben Forscher gerade herausgefunden.

Wie ein Teppich liegen Millionen von FlimmerhĂ€rchen, auch Zilien genannt, auf der Schleimhaut der Atemwege. Durch eine andauernde Wellenbewegung dieser winzigen HĂ€rchen werden Schleim und an ihm haftende, unerwĂŒnschte Substanzen aus den Atemwegen befördert. Dies ist sehr wichtig, denn ohne diesen Schutzmechanismus wĂŒrden Fremdstoffe wie Pollen, Bakterien, aber auch Viren aus der Atemluft viel hĂ€ufiger eine EntzĂŒndung der Lunge bewirken. In einem neuen Projekt eines internationalen Forscherteams, das von Professor Bernd Bufe vom Lehrstuhl Molekulare Immunologie und Immunsensorik der Hochschule Kaiserslautern zusammen mit Professor Wolfgang Kummer vom Anatomischen Institut der UniversitĂ€t Gießen initiiert wurde, konnte ein neuer spannender Mechanismus entschlĂŒsselt werden, der unserer körpereigenen Abwehr hilft, Krankheitserreger von den Atemorganen fernzuhalten.

Professor Bernd Bufe, der am Campus ZweibrĂŒcken die vielfĂ€ltigen Wirkungen bakterieller Stoffwechselprodukte auf die Immunabwehr erforscht, hat zusammen mit seinen Kollegen nun herausgefunden, dass die Zilien bei Kontakt mit bestimmten bakteriellen Peptiden schneller schlagen und so die Keime wie auf einem Förderband aus der Lunge in Richtung Luftröhre und Rachen befördern. Von dort gelangt der kontaminierte Schleim durch Herunterschlucken in den Magen und wird anschließend verdaut. Die Bakterien werden dabei unschĂ€dlich gemacht. Im Fokus stehen dabei Peptide, die vor allem in Krankheitskeimen vorkommen. Sind sie vorhanden, lösen sie mittels einer ausgefeilten biochemischen Reaktion die FlimmerhĂ€rchenbewegung aus.

Im Moment haben die Forscher diesen Mechanismus nur im Maus-Modell komplett entschlĂŒsselt. „Beim Menschen werden wir andere Peptide finden, die diese Reaktion bewirken, weil wir durch andere Bakterien angegriffen werden als MĂ€use“, sagt Professor Bufe. Doch ist dieser Schutzmechanismus erst einmal beim Menschen verstanden, bieten sich zahlreiche Möglichkeiten fĂŒr neue Medikamente. â€žWir könnten zum Beispiel in der Zukunft einmal in der Lage sein, Menschen zu helfen, die an Mukoviszidose erkrankt sind“, bemerkt er, â€žbei diesen Patienten funktioniert der Partikeltransport aus der Lunge nur eingeschrĂ€nkt.“ Auch zur Vorbeugung bei anderen Risikogruppen fĂŒr Lungeninfektionen wie Rauchern oder COPD-Kranken könnte ein solcher Wirkstoff einmal zum Einsatz kommen, um sie vor einer LungenentzĂŒndung zu schĂŒtzen. „Wir haben die Botenstoffe herausgefunden, die diese VerĂ€nderung im Zilienschlag auslösen“, erklĂ€rt Bufe. „Dies ist sehr wichtig, da wir so Ansatzpunkte haben, um den Zilienschlag gezielt steuern zu können. Ob auch virale Petptide diese Mechanismen auslösen können wissen wir noch nicht. Aber angesichts der jetzigen Coronainfektionen ist dies schon eine spannende Frage“, erklĂ€rt der Forscher. Daher sollen weitere Untersuchungen zeigen, ob dieser körpereigene Mechanismus auch bei der Abwehr von Viren eine Rolle spielt und ob es Unterschiede in der EffektivitĂ€t dieser Abwehrmechanismen bei unterschiedlichen Menschen gibt.

Die neue Studie, an der die Hochschule Kaiserslautern maßgeblich mitgewirkt hat, ist gerade in der Ă€ußerst renommierten Fachzeitschrift Immunity (4/2020 DOI XXX) unter dem Titel „Chemosensory cell-derived acetylcholine drives tracheal mucociliary clearance in response to virulence-associated formyl peptides“ erschienen.

Text: Susanne Lilischkis