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Wie natürliche Killerzellen den Superbazillus Klebsiella besiegen
Belfast/Wien (universität) - Multiresistente Mikroben stellen eine ernsthafte globale Bedrohung für
die menschliche Gesundheit dar. So schränken multiresistente Stämme von Klebsiella pneumoniae, einem
Erreger von potentiell tödlichen Lungenentzündungen und Blutvergiftungen, die Behandlungsoptionen für
diese Infektionen erheblich ein oder machen eine Behandlung unmöglich. Pavel Kovarik und sein Team an den
Max F. Perutz Laboratories (MFPL), einem joint venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität
Wien, haben gemeinsam mit KollegInnen der Queen's University Belfast herausgefunden, wie Immunzellen am Infektionsort
kommunizieren und sich im Kampf gegen Klebsiella zusammenschließen. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht
im Journal "PLOS Pathogens", könnten zu alternativen Therapien zu unwirksamen antimikrobiellen Arzneimitteln
führen.
Die unangemessene oder übermäßige Antibiotikaverwendung der vergangenen Jahrzehnte trieb die Entstehung
und Verbreitung von multiresistenten mikrobiellen Pathogenen voran. Laut dem Europäischen Zentrum für
die Prävention und Kontrolle von Krankheiten und der Europäischen Arzneimittelagentur sterben jährlich
etwa 25.000 PatientInnen in der EU an Infektionen mit multiresistenten Bakterien. Weltweit ist antimikrobielle
Resistenz für 700.000 Todesfälle pro Jahr verantwortlich.
Der Aufstieg der Superbazillen
In ihrem Bericht über antimikrobielle Resistenz Anfang dieses Jahres legte die Weltgesundheitsorganisation
(WHO) einen besonderen Schwerpunkt auf Antibiotikaresistenzen von sogenannten "Superbazillen" – Bakterien,
die aufgrund ihrer Resistenz gegen mehrere unterschiedliche Antibiotika die größte Gefahr für die
menschliche Gesundheit darstellen. Unter diesen Superbazillen befindet sich auch Klebsiella, ein Bakterium, das
schwere und oft tödliche Infektionen des Blutkreislaufs und der Lunge verursachen kann. Klebsiella ist nicht
nur gegen gängige Arten von Antibiotika resistent, sondern in großem Ausmaß auch gegen Carbapeneme
– das "letzte" Mittel zur Behandlung schwerer nosokomialer Infektionen.
Behandlungsmöglichkeiten jenseits gängiger Antibiotika
WissenschafterInnen um Pavel Kovarik an den MFPL und Jose Bengoechea an der Queen's University Belfast entdeckten
nun, wie Immunzellen am Infektionsort kommunizieren und sich zusammenschließen, um Klebsiella während
Lungenentzündungen auszurotten. Die Studie legt nahe, dass zukünftige Therapien von schweren Klebsiella-Infektionen
auf das Immunsystem des Wirts abzielen könnten, anstatt auf den Erreger selbst.
Natürliche Killerzellen halten Bakterienwachstum in Schach
Die ForscherInnen identifizierten den Mechanismus, wie natürliche Killerzellen – wichtige Zellen des angeborenen
Immunsystems – das Wachstum von Klebsiella während einer Lungenentzündung zügeln. Klebsiella aktiviert
kritische Regulatoren der Immunantwort, die Typ-I-Interferone (IFNs), die zwischen Makrophagen (Immunzellen, die
Mikroben aufnehmen und "fressen") und natürlichen Killerzellen vermitteln. Typ I IFNs helfen demnach
bei der Aktivierung von natürlichen Killerzellen, die wiederum Makrophagen erlauben, ihr antibakterielles
Programm zu starten.
"Typ I IFNs werden vom Immunsystem verwendet, um Botschaften zwischen Immunzellen zu transportieren und so
eine perfekte Abwehr zu orchestrieren. Natürliche Killerzellen sind die Dirigenten des Verteidigungsorchesters,
während Makrophagen die Instrumente sind, die Bakterien töten", erklärt Masa Ivin, Erstautorin
der Studie und Doktorandin im Kovarik-Labor an den MFPL.
Zukunftsaussichten
Die neu gewonnenen Resultate können zur Entwicklung von den so dringend benötigten neuen Therapien
gegen multiresistente Keime beitragen, sind die ForscherInnen optimistisch: "Wenn Medikamente das Pathogen
nicht mehr töten können, sollten wir dem Immunsystem dabei helfen, den Job zu übernehmen. In unserer
aktuellen Studie identifizieren wir neue und machbare Wege, das Immunsystem im Kampf gegen Superbazillen zu unterstützen",
so Pavel Kovarik.
Die Arbeit wurde vom Marie-Curie-Erstausbildungsnetzwerk INBIONET, einem Teil des Siebten Rahmenprogramms der EU,
und vom Österreichischen Forschungsfonds FWF unterstützt.
Publikation in PLOS Pathogens
Masa Ivin, Amy Dumigan, Filipe N. de Vasconcelos, Florian Ebner, Martina
Borroni, Anoop Kavirayani, Kornelia N. Przybyszewska, Rebecca J. Ingram, Stefan Lienenklaus, Ulrich Kalinke, Dagmar
Stoiber, Jose A. Bengoechea und Pavel Kovarik: Natural killer cell-intrinsic type I IFN signaling controls Klebsiella
pneumoniae growth during lung infection. PLOS Pathogens.
https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006696
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