key: cord-0036493-eswn8f5b authors: Bröker, Barbara; Schütt, Christine; Fleischer, Bernhard title: Wie schützt das Immunsystem bei Infektionen? date: 2019-02-26 journal: Grundwissen Immunologie DOI: 10.1007/978-3-662-58330-2_12 sha: fc9059cab63e5d69e760db7266d5dde309deb03d doc_id: 36493 cord_uid: eswn8f5b Der Vielfalt der Erreger und ihres Verhaltens muss die Immunantwort angepasst sein, um ein Optimum in der Balance zwischen wirksamer Abwehr und unvermeidlichem Begleitschaden für den Organismus zu erzielen. Es sind folglich verschiedene Qualitäten der Immunantwort notwendig, wobei das Habitat der Infektionserregerdie optimale Abwehrstrategie bestimmt. Immunevasion -wie Erreger das Immunsystem austricksen -161 12 Von den Effektormechanismen des adaptiven Immunsystems sind als erstes virusspezifische CTLs zu nennen, welche Zellen lysieren, die ihnen virale Peptide auf MHC-I präsentieren. Falls die Viren keine professionelle APCs infizieren, ist Kreuzpräsentation viraler Antigene notwendig, um in naiven CD8 + -T-Zellen die Differenzierung zu CTLs anzustoßen (7 Abschn. 6.1.5). Dies leisten z. B. DCs, nachdem sie tote infizierte Zellen aufgenommen haben. Antikörper können Viren neutralisieren, die sich auf dem Transit von einer Zelle zur anderen befinden. CD4 + -T-Zellen schließlich leisten Hilfe bei der Aktivierung von CD8 + -T-Zellen und B-Zellen. Pilze und ihre Sporen kommen überall vor, sind aber nicht sehr virulent, so dass sie meist nur in immungeschwächten Organismen zu Infektionskrankheiten führen. Sie verhalten sich also als opportunistische Erreger. Pilze können extra-und intrazellulär wachsen. Extrazelluläre Formen von Pilzen werden durch Phagozyten mittels ihrer PRRs erkannt, aufgenommen und verdaut. Viel diskutiert wird aktuell Dectin-1, der PRR für β-Glukan, denn über diesen Sensor wird bei Monozyten ein innates Immungedächtnis im Sinne von trainierter Immunität aufgebaut (7 Abschn. 8.3). In vielen Fällen hat auch das adaptive Immunsystem eine entscheidende Schutzfunktion, die durch T H 17-Zellen getragen wird (Typ 3-Reaktion). Persistieren Pilzzellen in den Wirtszellen, müssen sie ähnlich wie intrazelluläre Bakterien eliminiert werden. CTLs töten die infizierten Zellen, so dass vitale Infektionserreger freigesetzt werden und durch frisch rekrutierte Phagozyten aufgenommen und bekämpft werden können. T-Zell-Hilfe ist einerseits für die Differenzierung der CTLs, andererseits für die "klassische" Aktivierung von Makrophagen mittels IFNγ wichtig (Typ 1-Reaktion). Erfolgreiche Infektionserreger haben ein breites Repertoire origineller Tricks entwickelt, das Immunsystem zu unterwandern. . Tab. 12.1 und 12.2 illustrieren, wie jeder Effektormechanismus zum Ziel von Immunevasionsstragien werden kann. Die humorale Immunantwort richtet sich vor allem gegen zwei Proteine in der Virushülle, verschiedener Organe bindet, so dass die infizierten Zellen dort kleben bleiben (sequestrieren) und die Milzpassage vermeiden. Dies führt zu einer lokalen Entzündung, die schwere Schäden in den Organen anrichten kann. Antikörper gegen diese Oberflächenmoleküle verhindern die Sequestration und führen zum Abbau der infizierten Erythrozyten und schützen effektiv. Allerdings zeigen die Plasmodien eine Antigenvariation, jeder Plasmodienstamm besitzt 60 verschiedene Gene für PfEMP1, von denen er jeweils eines exprimiert. Unter dem Druck des Immunsystems können Plasmodien umschalten und ein anderes PfEMP1 an die Oberfläche der Erythrozyten bringen. In den verschiedenen Plasmodienstämmen gibt es zahlreiche Genpools, so dass es viele Infektionen über Jahre braucht, bis sich eine Immunität gegen all diese Varianten von PfEMP1 entwickelt. Daher sind Kinder im Alter unter fünf Jahren am stärksten durch die Malaria gefährdet, später entwickelt sich eine klinische Immunität: die Einwohner in Endemiegebieten haben noch Parasiten im Blut, aber erkranken nicht. Wegen der sich immer schneller entwickelnden Resistenzen gegen Malariamedikamente wäre ein Impfstoff wünschenswert, allerdings ist es bisher nicht gelungen, einen effizienten Impfstoff zu entwickeln. Die Variabilität der meisten Oberflächenrezeptoren der Erreger macht es schwierig, einen Impfstoff gegen die Merozoiten oder die infizierten Erytrozyten zu gewinnen. Eine Injektion von bestrahlten, lebenden Sporozoiten verleiht einen deutlichen Schutz, ist aber in Endemiegebieten nicht einsetzbar. Der erste -nach mehr als 20 Jahren Entwicklungszeit -in die Anwendung gelangte Impfstoff (RTS,S) richtet sich gegen die Sporozoiten; er führt zu einem Schutz von etwa 30 % gegen schwere Malaria, der aber innerhalb weniger Jahre nachlässt. Als weiterer Ansatz wurden Transmissions-blockierende Vakzinen entwickelt: Es handelt sich um Antikörper gegen die Oberflächenproteine der Plasmodien in der Mücke. Wenn die Mücke sind, weitgehend konserviert. Allerdings sind diese für B-Zellen schwer zugänglich, so dass eine breit neutralisierende Antikörperantwort gegen Hämagglutinin selten vorkommt. Die molekulare Struktur der Antigene des Influenzavirus lenkt folglich die Immunantwort von den entscheidenden Epitopen ab und fokussiert sie auf Bereiche, die das Virus ohne Funktionsverlust verändern kann. Die Malaria ist eine bedeutende Infektionskrankheit, die WHO gibt 250 Mio. Neuinfizierte für 2016 an, überwiegend in Afrika und Asien, und etwa 450.000 Todesopfer, vor allem kleine Kinder. P. falciparum, der Erreger der Malaria tropica, hat einen komplizierten Lebenszyklus. Er reift in der Anopheles-Mücke zu infektiösen Sporozoiten heran, von denen mit dem Stich etwa 100 übertragen werden, die innerhalb weniger Minuten Hepatozyten infizieren. Innerhalb von 10 Tagen entstehen dort aus einem Sporozoiten etwa 20.000 Merozoiten, die Blutformen, die nur Sekunden benötigen, um in Erythrozyten einzudringen, wo sie vom Hämoglobin leben. Ein Merozoit bringt innerhalb von zwei Tagen bis zu 32 Nachkommen hervor, die wiederum Erythrozyten befallen. So kommt es zu einer enormen Last von infizierten Erythrozyten: Sind z. B. 1 % der Erythrozyten infiziert (eine noch nicht kritische Parasitämie beim Patienten), bedeutet dies 250 Mrd. infizierte Zellen im Körper. Beim Platzen des Erythrozyten und der Freisetzung der Merozoiten werden PAMPs (Stoffwechselprodukte der Plasmodien) frei, die das angeborene Immunsystem stimulieren und zu den charakteristischen Fieberschüben führen. Damit die infizierten Erythrozyten in der Milz nicht ausgesondert werden, exprimieren die Parasiten auf der Oberfläche der Erythrozyten ein spezielles Transmembranprotein (P.f. erythrocyte membrane protein 1, PfEMP1), das spezifisch an Adhäsionsmoleküle der Endothelien dies eine "altruistische" Vakzine, denn der Geimpfte erwirbt keinen Schutz für sich, sondern schützt nur den nächsten Gestochenen vor der Infektion. Plasmodien mit dem Blut eines Infizierten aufnimmt, blockieren diese Antikörper die Reifung zu Sporozoiten, so dass der Stich der Mücke nicht infektiös wäre. Allerdings wäre 12.4 · Beispiele für Interaktionen wichtiger Pathogene mit … Das Habitat der Infektionserreger bestimmt die optimale Abwehrstrategie Bei der Abwehr extrazellulärer Bakterien sind Phagozytose und Komplement essenziell Befinden sich Bakterien in intrazellulären Vakuolen, sind TH1-Zellen für die Abwehr besonders wichtig. Durch die Sekretion von IFNγ aktivieren sie Phagozyten zur Abtötung der Erreger Weichen Bakterien ins Zytoplasma aus, wird die Abwehr von CTLs getragen, welche die infizierten Zellen lysieren Viren werden durch CTLs und NK-Zellen beherrscht Pilze werden ähnlich abgewehrt wie Bakterien. Die jeweils optimale Strategie des Immunsystems hängt von ihrem Habitat ab Die Kontrolle von Würmern wird durch T H 2-Zellen orchestriert Vor intrazellulär persistierenden Parasiten schützt eine Typ 1-Immunreaktion Infektionserreger haben eine große Vielfalt von Mechanismen der Immunevasion entwickelt Der Verlauf einer Infektion wird nicht allein durch Mechanismen der Resistenz bestimmt, welche die Erregerlast verringern, sondern ebenso durch die Resilienz des Organismus, seine Fähigkeit