Schwere Infektionen mit Influenza-A-Viren sind durch eine überschießende Immunantwort, den Zytokinsturm, geprägt. Bisher war unklar, warum manche Virusstämme diesen Sturm auslösen, andere jedoch nicht. Forschende des Paul-Ehrlich-Instituts untersuchten 11 verschiedene Influenza-A-Virusstämme und deren Wirkung auf unterschiedliche menschliche Immunzellen. Die Ergebnisse zeigen, dass hochpathogene Vogelgrippeviren bestimmte Immunzellen infizieren und so zur Produktion von Typ-I-Interferon anregen. Dies könnte erklären, warum diese Viren besonders gefährlich sind.
"Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass nicht nur die Immunzellen, die bisher immer im Fokus bei der Produktion von Typ-I-Interferon standen, sondern auch andere Zellen des Immunsystems ausschlaggebend dafür sein könnten, ob eine Influenza-Infektion eine überschießende Antwort des Immunsystems auslöst. Dieses Wissen ist wichtig, um das Risiko gefährlicher Virusvarianten besser einschätzen zu können", fasst Prof. Zoe Waibler vom Paul-Ehrlich-Institut zusammen.
Grippeviren und Zytokinsturm
Grippeviren gehören weltweit zu den wichtigsten Erregern von Atemwegserkrankungen. Während die meisten Infektionen relativ mild verlaufen, können bestimmte Virusvarianten schwere Lungenentzündungen auslösen, die bis zum akuten Lungenversagen führen.
Besonders gefährlich sind dabei hochpathogene Grippeviren, die häufig von Vögeln auf den Menschen überspringen. Sie sind mit deutlich höheren Sterblichkeitsraten verbunden. Eine entscheidende Rolle spielt dabei das Immunsystem: Manche Virusstämme bringen den Körper dazu, übermäßig viele Botenstoffe – sogenannte Zytokine – auszuschütten. Kommt es zu solch einem Zytokinsturm, schädigt die Abwehrreaktion am Ende das eigene Gewebe stärker als das Virus selbst.
Wie Grippeviren Immunzellen infizieren
Warum aber lösen manche Grippeviren solch überschießende Reaktionen aus, während andere kaum schwere Verläufe verursachen? Um dies besser zu verstehen, hat ein Forschungsteam des Paul-Ehrlich-Instituts gemeinsam mit der Abteilung Virologie der Uni Freiburg, 11 verschiedene Influenza-A-Virusstämme untersucht. Darunter waren sowohl übliche saisonale Grippeviren als auch hochpathogene Vogelgrippeviren. Sie prüften, wie die Grippeviren unterschiedliche Immunzellen infizieren und zur Ausschüttung von Botenstoffen anregen.
Ziel der Untersuchungen ist es, die Mechanismen hinter milden und schweren Krankheitsverläufen zu entschlüsseln und langfristig Ansätze für bessere Schutz- und Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln.
Schlüsselrolle bestimmter Immunzellen bei schweren Grippeverläufen
Bei den Untersuchungen zeigte sich:
- Bestimmte Immunzellen, die plasmazytoiden dendritischen Zellen, produzieren bei Grippeinfektionen große Mengen des wichtigen antiviralen Botenstoffs Interferon-α (IFN-α) produzieren – und zwar unabhängig vom Virusstamm.
- Das bedeutet, dass diese Immunzellen grundsätzlich stark auf Grippeviren reagieren, ohne dass das Virus sich in ihnen vermehren muss.
Warum verursachen nicht alle Viren dieselbe Schwere der Erkrankung? Das Forschungsteam fand heraus, dass andere Immunzellen, wie myeloide dendritische Zellen und verschiedene Arten von Makrophagen, bei Infektionen mit hochpathogenen Grippeviren infiziert werden und selbst große Mengen IFN-α herstellen können. Die Virusvermehrung in diesen Immunzellen scheint ein wichtiger Faktor für die Produktion von Typ-I-Interferon und die Entstehung einer überschießenden Immunantwort (Zytokinsturm) zu sein.
Diese Ergebnisse liefern damit einen Erklärungsansatz, warum manche Grippeviren so viel gefährlicher sein könnten als andere:
Es ist vor allem die Fähigkeit mancher Grippeviren, sich in bestimmten Immunzellen zu vermehren und dadurch eine extrem starke Immunreaktion auszulösen. Diese führt zu schweren Entzündungen und Gesundheitsschäden.
Dieses Wissen kann helfen, gezielter Therapien zu entwickeln und Risikogruppen besser zu identifizieren.
Quelle: Paul-Ehrlich-Institut
