Neue LIH-Übersichtsarbeit zeigt, wie der Stoffwechsel des Immunsystems den Weg zu besseren Therapien für Autoimmunerkrankungen ebnen könnte

Forschende identifizieren reaktive Spezies als entscheidende Verbindung zwischen Stoffwechsel, Immunfunktion und Erkrankungen wie Multipler Sklerose, rheumatoider Arthritis und Lupus.

• Labor für Experimentelle und Molekulare Immunologie
• Abteilung für Infektion und Immunität

In einer neuen Übersichtsarbeit, die in der Fachzeitschrift Cell Metabolism veröffentlicht wurde, zeigen die Autoren Dr Takumi Kobayashi und Prof. Dirk Brenner von der Experimental & Molecular Immunology Group am Luxembourg Institute of Health (LIH), dass kleine reaktive Moleküle innerhalb von Zellen eine weitaus wichtigere Rolle bei Autoimmunerkrankungen spielen als bislang angenommen.

Reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies, zusammenfassend als reaktive Spezies bezeichnet, gelten häufig als schädliche Moleküle, die Zellen beschädigen. Dies erklärt auch die Beliebtheit von Antioxidantien in Verbraucherprodukten. Die Forschung zeigt jedoch, dass sie auch eine wesentliche Rolle für eine gesunde Immunfunktion spielen. Werden sie in sorgfältig kontrollierten Mengen und an bestimmten Orten gebildet, wirken sie als chemische Botenstoffe, die Immunzellen dabei unterstützen, miteinander zu kommunizieren, auf Infektionen zu reagieren und ihren Energieverbrauch zu regulieren.

Wird dieses Gleichgewicht gestört, kommt es häufig zu Fehlfunktionen des Immunsystems. Schäden durch die Anreicherung reaktiver Spezies können chronische Entzündungen auslösen und dazu führen, dass Immunzellen gesundes Gewebe angreifen, wodurch Autoimmunerkrankungen begünstigt werden.

Anstatt diese Prozesse isoliert zu betrachten, haben die Autoren Erkenntnisse aus dem gesamten Forschungsfeld zusammengetragen, um zu zeigen, dass Stoffwechsel, reaktive Spezies und Immunfunktion eng miteinander verknüpft sind. Sie argumentieren, dass ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge dazu beitragen könnte, präzisere Therapien zu entwickeln, die eine gesunde Immunfunktion wiederherstellen, anstatt das gesamte Immunsystem breit zu unterdrücken.

„Reaktive Spezies werden häufig als etwas angesehen, das wir beseitigen müssen. Die Biologie ist jedoch nicht so einfach. Tatsächlich benötigen wir diese Moleküle für eine gesunde Immunantwort. Die Herausforderung besteht darin zu verstehen, wann, wo und in welchen Zellen sie schädlich werden. Dieses Wissen wird uns dabei helfen, intelligentere Therapien zu entwickeln, die Krankheiten gezielter behandeln und gleichzeitig die normalen Funktionen des Immunsystems erhalten“, sagte Prof. Dirk Brenner, Leiter der Experimental & Molecular Immunology Group am LIH.

Die Übersichtsarbeit erläutert außerdem, warum viele antioxidativ basierte Therapien bei Patientinnen und Patienten nur begrenzten Erfolg gezeigt haben. Anstatt reaktive Spezies im gesamten Körper zu reduzieren, schlagen die Autoren vor, ihr Gleichgewicht gezielt in denjenigen Immunzellen wiederherzustellen, die die Erkrankung antreiben. Dafür zeichnen sich bereits mehrere vielversprechende Ansätze ab, darunter Therapien, die auf Mitochondrien abzielen, die Ferroptose (eine eisenabhängige Form des regulierten Zelltods) regulieren oder Immunzellen gezielt verändern.

Aus klinischer Sicht sind die Ergebnisse besonders relevant für CLINNOVA, eine paneuropäische Initiative für Präzisionsmedizin, die vom LIH koordiniert wird und sich auf die in der Übersichtsarbeit genannten Erkrankungen konzentriert, nämlich rheumatoide Erkrankungen, entzündliche Darmerkrankungen und Multiple Sklerose. Ein besseres Verständnis der biologischen Mechanismen, die diesen Erkrankungen zugrunde liegen, könnte die Identifizierung von Biomarkern verbessern und dazu beitragen, für jede Patientin und jeden Patienten die wirksamste Behandlung zu finden.