COVID-19: Diese Immunzellen entscheiden über Leben und Tod

Eine seltene Klasse von Immunzellen in der Lunge – sogenannte NAMs – kann laut einer neuen Studie entscheidend dazu beitragen, schwere Verläufe von COVID-19 zu überleben. Forschende der NYU Langone Health zeigen, dass diese Zellen die Entzündungsreaktion nach einer Infektion regulieren. Bei ihrem Fehlen kommt es zu einer überschießenden Immunantwort, die tödlich enden kann. Die Ergebnisse könnten neue Wege zur Behandlung von COVID-19 und anderen Atemwegserkrankungen eröffnen.

Die Rolle einer kaum bekannten Lungenzellart

Seit dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit nach Wegen gesucht, schwere Verläufe der Krankheit besser zu verstehen – und möglichst zu verhindern. Dabei richtet sich der Fokus häufig auf das Virus selbst oder auf die Immunabwehr. Eine neue Studie geht nun einen anderen Weg: Sie beleuchtet eine bisher wenig beachtete Gruppe von Immunzellen in der Lunge, die das Überleben nach einer Infektion entscheidend beeinflussen könnte.

Im Mittelpunkt stehen die sogenannten Nerven- und Atemwegs-assoziierten interstitiellen Makrophagen, kurz NAMs. Diese Zellen gehören zur Gruppe der Makrophagen – das sind große Fresszellen, die körperfremde Erreger erkennen, aufnehmen und unschädlich machen. NAMs unterscheiden sich jedoch in einem entscheidenden Punkt: Statt das Virus direkt zu bekämpfen, regulieren sie die körpereigene Immunreaktion und sorgen so dafür, dass die Entzündung nicht außer Kontrolle gerät.

„Unsere Ergebnisse unterstreichen die entscheidende Rolle von NAMs in der Lunge bei der Regulierung der Entzündungsreaktion während einer SARS-Cov-2-Infektion“, sagt Payal Damani-Yokota, Postdoktorandin an der NYU Grossman School of Medicine in New York.

Versuch an Mäusen zeigt dramatische Unterschiede

Um die Bedeutung dieser Zellen zu untersuchen, infizierte das Forschungsteam Mäuse mit SARS-CoV-2. Eine Gruppe besaß funktionstüchtige NAMs, die andere nicht. Das Ergebnis war eindeutig: Alle Tiere ohne NAMs starben. Sie zeigten eine unkontrollierte Virusverbreitung, starke Entzündungen und Gewichtsverlust. Die andere Gruppe, deren Lunge funktionierende NAMs enthielt, überlebte vollständig – mit deutlich geringeren Krankheitszeichen.

NAMs dämpfen die Immunantwort, indem sie bestimmte Botenstoffe blockieren, die Entzündungen fördern. Diese Signalstoffe heißen Zytokine. Werden sie in zu großer Menge ausgeschüttet, kann das gesunde Lungengewebe stark geschädigt werden.

Signalprotein notwendig

Damit NAMs richtig funktionieren, benötigen sie ein bestimmtes Signalprotein: den Typ-1-Interferonrezeptor (IFNAR). Ohne diesen Rezeptor können sie auf das Protein Interferon nicht reagieren, das normalerweise bei Virusinfektionen aktiviert wird. Wird dieser Rezeptor gezielt ausgeschaltet, sind die Zellen nicht mehr in der Lage, Entzündungen zu bremsen. Das Ergebnis ist identisch mit einem vollständigen Fehlen der NAMs – alle Tiere starben.

„Unsere Studie zeigt, dass NAMs für ihre Vermehrung und Funktion auf Typ-1-Interferon-Signale angewiesen sind“, erklärt Kamal Khanna, Mikrobiologe und Mitautor der Studie.

Bestätigung bei menschlichen Patienten

Die Ergebnisse aus dem Tierversuch wurden durch Untersuchungen am Gewebe verstorbener COVID-19-Patienten untermauert. In der Lunge dieser Menschen war die Aktivität der NAM-typischen Gene deutlich verringert. Gleichzeitig fanden die Forschenden eine verstärkte Entzündung – ein klares Zeichen dafür, dass das Fehlen der NAMs auch beim Menschen mit schweren Verläufen in Zusammenhang steht.

„Die neue Arbeit enthüllt NAMs als Schlüsselakteure in der Choreografie der Genesung – bereit, die Alarmsignale der Entzündung zum Schweigen zu bringen und Ruhe wiederherzustellen“, sagt Benjamin tenOever, Professor für Molekulare Pathogenese an der NYU Langone.

Neue Perspektiven für die Therapie?

Bislang konzentrierten sich viele COVID-19-Therapien darauf, das Immunsystem zu stärken. Die neue Studie schlägt eine andere Strategie vor: Statt das Immunsystem weiter anzuheizen, sollte es besser reguliert werden. Das Ziel sei es, eine „Krankheitstoleranz“ zu fördern – also das Gleichgewicht zwischen Virusabwehr und Gewebeschutz herzustellen.

Dieser neue Ansatz könnte über COVID-19 hinaus Bedeutung haben. Atemwegserkrankungen wie COPD, Asthma oder Lungenfibrose gehen ebenfalls mit übersteigerten Immunreaktionen einher. NAMs oder deren Signalwege könnten auch hier eine Rolle spielen.

Die Forschenden planen nun, die genauen Signalwege zu entschlüsseln, über die NAMs ihre regulierende Wirkung entfalten. Im Fokus steht dabei die Interferon-Signalübertragung – sie könnte der Schlüssel zur gezielten Steuerung der Immunantwort sein. Langfristig hoffen sie, auf Basis dieser Erkenntnisse neue Therapien zu entwickeln, die nicht gegen das Virus selbst, sondern gegen die gefährliche Überreaktion des Körpers vorgehen.

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