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Die Studie liefert neue Ziele für medikamentöse Therapien zur Bekämpfung chronischer Entzündungskrankheiten

Angeborene lymphatische Zellen sind eine kürzlich entdeckte Familie weißer Blutkörperchen, die sich in der Haut, im Magen-Darm-Trakt, in den Atemwegen und anderen Barrieregeweben des Körpers befinden. Angeborene lymphoide Zellen der Gruppe 2 (ILC2s) spielen laut einer neuen Studie unter der Leitung von Weill Cornell Medicine-Forschern eine wesentliche Rolle beim Schutz dieser Gewebe vor parasitären Infektionen sowie vor Schäden im Zusammenhang mit allergischen Entzündungen und Asthma.

Der Befund löst eine Kontroverse über die mögliche Redundanz von ILC2s mit anderen Zellen im Körper. Die Studie deutet auch darauf hin, dass ein einzigartiger Satz regulatorischer Netzwerke, die von Neuronen im Darm kontrolliert werden, brauchbare Ziele für zukünftige Arzneimitteltherapien zur Bekämpfung chronischer Entzündungskrankheiten wie Asthma, Allergien und entzündlicher Darmerkrankungen (IBD) sein könnten.

Die am 2. November in Nature veröffentlichte Studie zeigt, dass ILC2s zwar viele funktionelle Ähnlichkeiten mit Immunzellen haben, die als T-Helfer-Typ-2-Zellen (Th2-Zellen) bezeichnet werden, der letztere Zelltyp den Verlust der Schutzreaktion von ILC2s gegen parasitäre Würmer jedoch nicht angemessen kompensieren kann Infektionen im Darm sowie Darmentzündungen. Die Forscher unterstrichen die klinische Relevanz der Studie, indem sie Beweise dafür fanden, dass ILC2s beim Menschen in ähnlicher Weise wie Maus-ILC2s reagieren.

Dies erweitert unser Verständnis der Komplexität des Immunsystems und gibt uns potenzielle neue Angriffspunkte für zukünftige Therapien.“

Dr. David Artis, leitender Autor der Studie, Weill Cornell Medicine

Dr. David Artis ist Direktor des Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease und Direktor des Friedman Center for Nutrition and Inflammation und Michael Kors Professor für Immunologie an der Weill Cornell Medicine.

ILC2s sind Teil einer Familie von Zellen, angeborene Lymphzellen, die erst vor etwa 12 Jahren von mehreren Gruppen entdeckt wurden. Aufgrund ihrer starken Präsenz in Barrieregeweben gelten angeborene Lymphzellen im Allgemeinen als Wächter und Ersthelfer gegen verschiedene Arten von Infektionen. Wissenschaftler erkennen jedoch auch an, dass ILCs den Schlüssel zum Verständnis häufiger entzündlicher und Autoimmunerkrankungen wie Asthma und IBD enthalten können.

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Es wird angenommen, dass sich sowohl ILC2s als auch Th2-Zellen zumindest teilweise entwickelt haben, um den Körper vor parasitären Wurminfektionen, beißenden Insekten und anderen Umweltauslösern zu schützen. Wenn sie durch solche Herausforderungen ausgelöst werden, helfen beide dabei, eine sogenannte Typ-2-Immunantwort aufzubauen. Diese Ähnlichkeiten haben Forscher zu der Annahme veranlasst, dass sie funktionell fast gleich sind, aber ILC2s auf frühere, lokalisiertere Reaktionen spezialisiert sind, während T-Zellen stärker im Blut übertragen und mobil sind und sich bei Bedarf in mehreren Geweben konzentrieren. In der neuen Studie fanden die Forscher jedoch heraus, dass ILC2s eine wesentliche Rolle im Immunsystem spielen, anstatt als Typ-2-Immunantworten redundant zu sein.

Wenn ILC2- und Th2-Zellen durch eine Wurminfektion aktiviert werden, produzieren beide ein gewebeschützendes Anti-Wurm-Protein namens Amphiregulin (AREG). Um festzustellen, ob Th2-Zellen den Verlust dieses Proteins aus ILC2s kompensieren können, konstruierten die Forscher Mäuse, bei denen die AREG-Produktion selektiv in ILC2s, aber nicht in Th2-Zellen deletiert wird. Sie fanden heraus, dass diese Mäuse im Vergleich zu Mäusen mit normalen ILC2s anfälliger für eine parasitäre Wurminfektion im Darm waren, da sie weniger in der Lage waren, eine antiparasitäre Immunantwort aufzubauen. Die Mäuse, denen ILC2 AREG fehlte, waren auch viel anfälliger für Darmschäden durch Entzündungen.

„Dieser Befund verdeutlicht, dass ILC2 die Hauptrolle bei dieser gewebeschützenden Reaktion spielen – ohne sie ist die Reaktion unzureichend“, sagte der Co-Erstautor der Studie, Dr. Hiroshi Yano, ein Postdoktorand im Artis-Labor.

Die Klärung der funktionellen Bedeutung eines wichtigen Immunzelltyps ist ein bedeutender Erfolg in der Grundlagenimmunologie, und die Ergebnisse der Studie legen auch klinische Anwendungen nahe. Die Forscher zeigten, dass die ILC2-Immunantwort, entweder auf eine Wurminfektion oder eine entzündliche Darmschädigung, selektiv durch ein Signalmolekül gesteuert wird, das von Neuronen im Darm produziert wird. Die Gabe des Moleküls an Mäuse mit experimenteller Darmentzündung steigerte die AREG-Produktion in ILC2s und schützte die Tiere vor Darmschäden. Vorläufige Experimente mit Darm-ILC2, die Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen entnommen wurden, zeigten, dass das Molekül auch die Schutzreaktion in den menschlichen Zellen verstärken könnte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neuronen im Darm mit ILC2 kommunizieren, um eine Schutzreaktion zu erzeugen, die nicht durch andere Immunzellen ersetzt werden kann, und bieten somit neue therapeutische Möglichkeiten, sagte Dr. Artis.

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Quelle:

Weill-Cornell-Medizin

Referenz:

Tsou, AM, et al. (2022)Neuropeptidregulation von nichtredundanten ILC2-Antworten an Barriereoberflächen. Natur. doi.org/10.1038/s41586-022-05297-6.

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