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17.02.2017

Feinstaub kann schlafende Viren in der Lunge wecken

Eingeatmete Nanopartikel aus Verbrennungsmotoren können Viren aktivieren, die in Lungengewebszellen ruhen. Das haben Forscher des Helmholtz Zentrums München in einem Versuchsmodell herausgefunden.

© psdesign1_Fotolia.com

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Um dem ImmunsystemImmunsystem
Das körpereigene Abwehrsystem besteht aus drei Funktionskreisen:
(1) Knochenmark als Bildungsort für Immunzellen.
(2) Verschiedene zentrale Immunorgane wie Thymus (Prägung von T-Lymphozyten) und darmnahe Lymphorgane (für die Prägung von B-Lymphozyten).
(3) Sekundäre Lymphorgane wie Milz, Lymphknoten und Mandeln (Tonsillen).
Man unterscheidet die so genannte humorale Abwehr (über die Körperflüssigkeiten mit darin enthaltenen Antikörpern und Faktoren aus dem so genannten Komplementsystem) und die zellvermittelte Abwehr (mit B- und T-Zellen, Makrophagen, Antigen-präsentierenden Zellen, Granulozyten u.a.).
zu entgehen, verbergen sich einige Viren in Zellen ihres Wirtes und verharren dort. Im Fachjargon nennt sich dieser Zustand latente Infektion. Wird das Immunsystem geschwächt oder ändern sich bestimmte Bedingungen, werden die Viren wieder aktiv, beginnen sich zu vermehren und zerstören die Wirtszelle. Diesen Prozess können auch Nanopartikel auslösen. Das berichten Wissenschaftler um Dr. Tobias Stöger vom Institut für Lungenbiologie und Prof. Dr. Heiko Adler, stellv. Leiter der Abteilung Lung Repair and Regeneration am Helmholtz Zentrum München (siehe Particle and Fibre Toxicology, Online-Veröffentlichung am 10.1.17).

„Aus vorangegangenen Modellstudien wussten wir bereits, dass das Einatmen von Nanopartikeln eine entzündliche Wirkung hat und das Immunsystem verändert“, so Studienleiter Stöger. Gemeinsam mit seinen Kollegen Heiko Adler und Prof. Dr. Philippe Schmitt-Kopplin konnte er nun zeigen, dass eine Exposition mit Nanopartikeln in der Lunge latente Herpesviren reaktivieren kann.
Konkret testeten die Wissenschaftler den Einfluss von Nanopartikeln, wie sie typischerweise bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern entstehen, in einem Versuchsmodell für eine bestimmte Herpesvirusinfektion. Dabei konnten sie einen deutlichen Anstieg viraler Proteine nachweisen, die nur bei aktiver Virusvermehrung gebildet werden. „Auch Stoffwechsel- und Genexpressionsanalysen ergaben Muster wie bei einer akuten Infektion“, so Philippe Schmitt-Kopplin, Leiter der Abteilung für Analytische BioGeoChemie. Weitere Experimente mit menschlichen Zellen belegten zudem, dass auch Epstein-Barr-Viren bei einem Kontakt mit den Nanopartikeln geweckt werden.

In weiteren Studien möchte das Forscherteam nun testen, ob sich die Ergebnisse auch auf den Menschen übertragen lassen. Denn: „Viele Menschen tragen Herpesviren in sich und Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose sind dabei besonders betroffen“, so Heiko Adler. „Wenn sich die Ergebnisse beim Menschen bestätigen, wäre es wichtig, den molekularen Ablauf der Reaktivierung von latenten Herpesviren durch Partikelinhalation zu ergründen. Dann könnte man versuchen, diesen Wirkungsweg auch therapeutisch zu beeinflussen.“

Spezielle Zellkulturmodelle sollen daher künftig den genauen Mechanismus der Virus-Reaktivierung durch Nanopartikel aufklären. „Zudem möchten wir in Langzeitstudien prüfen, inwieweit eine wiederholte Partikelexposition mit entsprechender Virus-Reaktivierung zu chronischen Entzündungs- und Umbauprozessen in der Lunge führen kann“, blickt Tobias Stöger voraus.

Quelle: Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt