Die Stammzellen des Knochenmarks befinden sich die meiste Zeit des Lebens über im Dämmerschlaf. Doch eindringende Bakterien lassen den Wecker schellen: Die Stammzellen erwachen und begeben sich unverzüglich an die Produktion von Immunzellen, die den fremden Organismus bekämpfen sollen. Als Wecker dient der Botenstoff Interferon-Gamma, wie ein US-Forscherteam jetzt herausgefunden hat. Die Ergebnisse liefern neue Einsichten in die Wirkungsweise chronischer Erkrankungen wie Tuberkulose oder Aids.
Im Falle einer Invasion durch Krankheitserreger ist es eine Herausforderung für den Körper, ständig für einen ausreichenden Nachschub an Immunzellen zu sorgen, die die Eindringlinge bekämpfen. Neben vielen anderen Funktionen sorgen die sogenannten hämatopoetischen Stammzellen des Knochenmarks für die Produktion der dringend benötigten Immunzellen. In Friedenszeiten schlummern die Stammzellen jedoch und warten auf ihren Einsatz. Auf welche Weise die Knochenmarkzellen an der Reaktion auf eine Infektion beteiligt sind, war bis jetzt unklar.
Die Wissenschaftler um Margaret Goodell vom Baylor College of Medicine in Houston waren sich sicher, dass es einen Mechanismus geben müsse, der für die Aktivierung der Stammzellen verantwortlich sei. Sie infizierten Mäuse mit dem Bakterium Mycobakterium avium, einem nahen Verwandten des Tuberkulose-Erregers. Frühere Studien hatten ergeben, dass eine chronische Infektion mit der Mikrobe die Aktivierung einer großen Anzahl der Stammzellen hervorruft. Auffällig wurden dabei Mäuse, denen der Botenstoff Interferon-Gamma fehlte, ein Protein, das an vorderster Front der Infektabwehr steht: Bei diesen Versuchstieren fanden die Wissenschaftler im Verlauf der Infektion weniger aktive Stammzellen als bei ihren normalen Artgenossen ? und damit war der Verantwortliche für das Aufwecken der Stammzellen entdeckt. Eine bakterielle Infektion wird von als Wächtern fungierenden Immunzellen erkannt, die daraufhin große Mengen an Interferon-Gamma produzieren. Der Botenstoff wandert durch den Blutkreislauf in das Knochenmark und aktiviert schließlich die Stammzellen. Dies führt wiederum zu der Bildung und Mobilisierung der infektbekämpfenden Immunzellen.
In Zukunft könnte der nun entschlüsselte Abwehrmechanismus dazu beitragen, neue Behandlungsmethoden gegen chronische Infektionen durch Mykobakterien zu entwickeln, die Erkrankungen wie Tuberkulose auslösen oder die Immunschwächekrankheit Aids. “Als Spezialistin auf dem Gebiet habe ich oft mit Patienten zu tun, deren Knochenmark aufgrund ihrer anhaltenden Infektion nicht mehr genügend Immunzellen produzieren kann”, berichtet Co-Studienautorin Katherine King. “Unsere Forschungsergebnisse bieten einen Einblick in die Gründe für die verminderte Knochenmarkfunktion im Zuge derartiger Infektionen.”
Margaret Goodell (Baylor College of Medicine, Houston) et al.: Nature, Bd. 465, Nr. 7299, S. 793, doi:10.1038/nature09135 ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan
