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Eine Sepsis zählt zu den schwersten medizinischen Notfällen. Doch selbst wenn die akute Erkrankung überstanden ist, bleibt für viele Betroffene ein hohes Risiko bestehen: Sie entwickeln leicht weitere Infektionen. Forschende Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen und der Universitätsmedizin Essen haben nun einen wichtigen Mechanismus identifiziert, der diese Immunschwäche erklären könnte.
Im Fokus der Studie stehen die sogenannten natürlichen Killerzellen (NK-Zellen), spezialisierte Immunzellen, die eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Krankheitserregern spielen. Diese Zellen waren nach einer Sepsis über Wochen hinweg in ihrer Funktion erheblich eingeschränkt. Dieser Funktionsverlust war besonders stark bei Patient:innen zu beobachten, die im weiteren Verlauf der Behandlung zusätzlich eine Krankenhausinfektion entwickelten.
NK-Zellen verlieren ihre Fähigkeit zur wirksamen Immunabwehr
Das Forschungsteam um Prof. Stefanie Flohé hat Blutproben von Patient:innen aus der Klinik für Anästhesiolgie und Intensivmedizin und der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie im Labor untersucht und konnte so nachweisen, dass die Ursache in einer gestörten Anpassung des Zellstoffwechsels der NK-Zellen liegt. „Für eine wirksame Immunantwort benötigen NK-Zellen große Mengen an Energie und Nährstoffen“, erklärt André van der Wurff, der im Rahmen des ELAN-Promotionskollegs seine medizinische Doktorarbeit in der AG Immunologie/Sepsis angefertigt hat. Aber eine zentrale Stoffwechselschaltstelle – das Protein mTORC1 – wird bei Sepsis nicht ausreichend aktiviert. Die NK-Zellen produzieren deshalb deutlich weniger Interferon-gamma, das aber dringend benötigt wird, um bakterielle Infektionen zu bekämpfen.
Die Ursache liegt im Stoffwechsel der Immunzellen
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Regulation des Stoffwechsels von NK-Zellen bei Sepsis nachhaltig gestört ist. Dadurch können sie nicht mehr den Anforderungen einer effektiven Immunantwort gerecht werden“, erläutert Prof. Dr. Stefanie Flohé, Leiterin der AG Immunologie Sepsis/Trauma in der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie.
Neue Perspektiven für zukünftige Therapien
Die Forschenden untersuchten außerdem, ob sich die gestörte Funktion der NK-Zellen wieder verbessern lässt. Durch Hemmung eines weiten Stoffwechselregulators (AMPK) wurde mTORC1 wieder aktiv und die Abwehrfunktion der NK-Zellen verbesserte sich.
Auch wenn diese Ergebnisse zunächst experimenteller Natur sind und noch keine neue Therapie darstellen, eröffnen sie einen vielversprechenden Ansatz für zukünftige Behandlungsstrategien, so die Autor:innen. Ein Ziel könnte es sein, die Stoffwechselaktivität der NK-Zellen gezielt wiederherzustellen und so das Risiko gefährlicher Folgeinfektionen nach einer Sepsis zu senken.
Prof. Dr. Stefanie Flohé
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352396426002288
Disturbed metabolic adaptation drives natural killer cell dysfunction in association with nosocomial infection during human sepsis
https://www.uni-due.de/med/meldung.php?id=1963
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Medicine
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Scientific Publications
German
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