Die Studie zeigt, wie Gene die Immunität als Reaktion auf Krankheitserreger beeinflussen

Wir alle begegnen täglich Krankheitserregern, aber wir wehren uns nicht alle auf die gleiche Weise gegen Bakterien oder Pilze. Einige Menschen leiden unter milden Symptomen, andere erkranken heftig oder sterben sogar. "Wir wollten herausfinden, inwieweit individuelle genetische Unterschiede diese variable Reaktion bestimmen", sagte Dr. Vinod Kumar, Assistenzprofessor für funktionelle Genomik und Infektionskrankheiten am Universitätsklinikum Groningen (UMCG) und einer der leitenden Autoren des Papiers.

Die Studie konzentrierte sich auf die Rolle von Zytokinen, kleinen Peptiden, die von Immunzellen als Signale verwendet werden, um ihre Reaktion auf einen infektiösen Erreger zu steuern. Von 200 Teilnehmern des Human Functional Genomics Project, das von den Professoren Mihai Netea und Leo Joosten (Radboud UMC) und Prof. Cisca Wijmenga (UMCG) initiiert wurde, wurden Blutproben entnommen. Immunzellen wurden aus dem Blut isoliert und im Labor mit zehn verschiedenen Bakterien- und Pilzpathogenen stimuliert. Die Reaktionen von acht verschiedenen Zytokinen wurden nach 24 Stunden und / oder 7 Tagen gemessen. Weitere Qualitätsfilter führten zu 62 verschiedenen Kombinationen.

Abwechslungsreiche Reaktion

"Wir haben große Unterschiede in der Zytokinproduktion zwischen Individuen beobachtet", erklärte Kumar. "Ihre Reaktionen waren auch spezifisch für die verschiedenen Krankheitserreger." Dies legt nahe, dass Zytokine zu den unterschiedlichen Reaktionen auf Krankheitserreger beitragen und dass jede Infektion einen spezifischen Zytokin-Reaktionsweg auslöst. Frühere Studien mit nicht stimulierten Immunzellen zeigten geringe Unterschiede zwischen den Individuen.

Dr. Yang Li, ein weiterer Autor der Studie, erklärte: "Der Schlüssel zu unseren Ergebnissen ist, dass wir eine groß angelegte Studie durchgeführt haben, in der viele Krankheitserreger verwendet und verschiedene Zytokine gemessen wurden." Der nächste Schritt bestand darin, zu untersuchen, ob die Reaktionen unter genetischer Kontrolle waren. In einer Untergruppe von Teilnehmern testeten sie 4 Millionen Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs).

Dies zeigte sechs genomische Regionen auf, die die Zytokinreaktionen beeinflussen, was darauf hindeutet, dass die Zytokinproduktion zumindest teilweise genetisch bestimmt ist. Eines der stärksten Beispiele ist ein SNP, das die Expression des GOLM1-Gens beeinflusst, von dem bekannt ist, dass es stark auf virale Infektionen reagiert. In diesem Fall bestand eine starke Korrelation mit der Reaktion auf den Pilz Candida albicans, der jedes Jahr für Tausende von Todesfällen verantwortlich ist.

Konzeptioneller Beweiß

"Wenn eine bestimmte Variante des SNP vorhanden war, wurde die Produktion des Cytokins Interleukin-6 reduziert", sagte Kumar. Das Ergebnis wurde in einer Kohorte von Patienten mit Candidämie verifiziert, bei denen der Pilz im Blut vorhanden ist. Die Candidämie korrelierte stark mit demselben SNP und mit geringen Interleukin-6-Spiegeln bei diesen Patienten, was zeigt, dass das Vorhandensein der genetischen Variante zu einer Unfähigkeit führt, den Erreger zu beseitigen.

"Diese Studie ist ein echter Proof-of-Concept", sagt Li."Wir haben bei der Stimulation eine große Variation der Zytokinproduktion festgestellt und gezeigt, dass ein wichtiger Teil dieser Variation durch eine genetische Komponente erklärt wird." Dies eröffnet den Weg für mehr angewandte Studien, die sich der personalisierten Medizin zuwenden. Es könnte durchaus möglich sein, genetische Marker zu finden, die das Infektionsrisiko bei Individuen vorhersagen. Ein Verständnis der genetischen Mechanismen, die diesen unterschiedlichen Anfälligkeiten zugrunde liegen, könnte zu neuen therapeutischen Ansätzen führen.

"Und es ist nicht nur für Infektionen", sagte Kumar: "Immunerkrankungen, zum Beispiel entzündliche Darmerkrankungen, scheinen durch ein überempfindliches Immunsystem verursacht zu werden. Durch diese Arbeit können wir mehr darüber erfahren, wie Infektionen Immunerkrankungen auslösen. '