Wie sich die Lunge vor Pilzsporen schützt

New York (USA) - Jeder Mensch atmet täglich – je nach Aufenthaltsort – zwischen eintausend und zehn Milliarden Pilzsporen ein. Darunter sind auch Sporen von Schimmelpilzen der Gattung Aspergillus, die mitunter tödlich verlaufende Pneumonien auslösen können. Allerdings besteht diese Gefahr nur für Menschen mit geschwächter Immunabwehr. Jetzt haben amerikanische Mediziner einen bisher unbekannten Mechanismus entdeckt, durch den das intakte Immunsystem normalerweise verhindert, dass Aspergillus-Sporen auskeimen und Hyphen bilden. Bestimmte Immunzellen nehmen die Sporen auf und erzeugen biochemische Signale, die in den Sporen ein genetisches Selbstmordprogramm in Gang setzen, berichten die Forscher im Fachjournal „Science“. Diese Abwehr einer Pilzinfektion ließ sich bei besonders aggressiven Formen von Aspergillus fumigatus durch einen Wirkstoff noch verstärken. Das könnte die Grundlage für eine neue Behandlungsstrategie sein, die gefährdete Menschen vor einer lebensbedrohlichen Aspergillose schützt.

Ein pharmakologischer Wirkstoff, der den Ablauf des programmierten Zelltods in den Pilzsporen begünstigt, könnte für vorbeugende oder therapeutische Behandlungen von invasiven Aspergillosen hilfreich sein, erklären Tobias Hohl vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York und seine Kollegen aus Israel, Deutschland und den USA. Aspergillus fumigatus ist der weltweit häufigste Erreger von Schimmelpilzinfektionen der Lunge. An der Abwehr von Sporen, die in die Lungen gelangt sind, beteiligen sich verschiedene Typen von Immunzellen: neutrophile Granulozyten, Makrophagen und Monozyten. Können die Sporen ungehindert auskeimen und Hyphen bilden, lässt sich eine zu spät erkannte Infektion oft auch durch Antimykotika nicht mehr bekämpfen. Besonders gefährdet sind Transplantationspatienten und Menschen, die durch eine Autoimmunerkrankung, Tuberkulose, AIDS oder eine Krebstherapie geschwächt sind.

Die Forscher infizierten die Lungen von Mäusen mit Sporen von Aspergillus fumigatus, die gentechnisch so verändert waren, dass ihre Lebensfähigkeit im Immunfluoreszenzmikroskop festgestellt werden konnte. Sobald die Sporen von neutrophilen Granulozyten aufgenommen worden waren, liefen im Innern der Sporen Reaktionen und Veränderungen ab, die für einen programmierten Zelltod, die Apoptose, typisch waren. Das Schicksal einer Spore hing von der Aktivität des Pilzproteins BIR1 ab, das die Apoptose hemmt. Bei einem übermäßig hohen BIR1-Gehalt der Spore, kam es eher zum Pilzwachstum und es entwickelte sich schnell eine tödliche Lungeninfektion. Ein Hemmstoff des Proteins erhöhte den Erfolg der natürlichen Immunabwehr und verbesserte die Überlebensrate der Mäuse. Ein solcher Wirkstoff könnte auch beim Menschen die Abwehr von Schimmelpilzinfektionen verstärken und helfen, eine Aspergillose zu verhindern.