Zur Bekämpfung der Tuberkulose-Infektion, frühe Schutz ist entscheidend

In den ersten Tagen nach der Tuberkulose (TB) Bakterien infizieren den Körper, eine ganze Reihe von Zellen des Immunsystems werden aktiviert, um die Infektion zu bekämpfen. Jetzt haben Forscher identifiziert, die master-Zelle, die Koordinaten der körpereigenen immun-Abwehr in den entscheidenden frühen Tage, nach einer neuen Studie von der Washington University School of Medicine in St. Louis und der Africa Health Research Institute in der Provinz KwaZulu-Natal, Südafrika.

Die Ergebnisse, veröffentlicht 5. Juni in der Zeitschrift Nature, schlagen vor, dass die Stärkung solcher Zellen die Aktivität der helfen könnte verhindern, dass die tödlichen Bakterien, Fuß zu fassen in der Lunge und reduzieren die Zehntausende von Millionen von neuen Infektionen, die auftreten, jedes Jahr.

„Die immun-Reaktion auf die TB-Bakterien Scharniere am Anfang der Reaktion der Zelle, und das eröffnet eine ganz neue avenue für die TB-Bekämpfung“, sagte co-senior-Autor Shabaana Abdul Khader, PhD, professor und interim Leiter der Abteilung für Molekulare Mikrobiologie an der medizinischen Fakultät. „Jetzt können wir anfangen, über Wege zum Ziel-diese Zelle, um dem Körper helfen, bekämpfen die Bakterien, bevor Sie eine chance bekommen, sich zu etablieren.“

Nach Angaben der World Health Organization, rund 1,5 Millionen Menschen starben an Tuberkulose im Jahr 2017, so dass es die tödlichste Infektionskrankheit weltweit. Während ein Impfstoff ist verfügbar, es stellt nur einen guten Schutz gegen die schweren Formen der Krankheit bei Jungen Kindern, und ist weniger wirksam bei älteren Kindern und Erwachsenen. Obwohl weit verbreitet, ist der Impfstoff versäumt hat zu stoppen die übertragung der Krankheit, und ein Viertel der Weltbevölkerung ist infiziert, mit der die TB-Bakterien.

“Die positiven Ergebnisse von mehreren aktuellen Impfstoff-Studien machen dies zu einer spannenden Zeit tätig zu sein in TB Immunologie,” sagte co-senior-Autor Alasdair Leslie, PhD, ein Mitglied der Fakultät an der Africa Health Research Institute. “Je mehr wir verstehen, über die Interaktion zwischen den Bakterien, die TB verursachen, und Menschen, die mehr Chancen haben wir, aufbauend auf diese Erfolge und besiegen diese tödliche Epidemie.“

Impfstoffe werden entwickelt, um zu warnen, das Immunsystem zu gefährlichen Mikroben durch die Vorlage von bits von Z-Mikroben adaptive Immunzellen. Diese Zellen erinnern, was Sie gesehen haben, und schnell reagieren, wenn solche Mikroben zeigen – am besten, bevor die Mikroben vermehren und Krankheiten verursachen. Aber im Fall von TB, adaptive Immunität allein, auch wenn der Voranstrich durch Impfung, möglicherweise zu langsam, um Menschen zu schützen.

Khader, Leslie und Kollegen – einschließlich Erster co-Autoren Amanda Ardain, ein student im Aufbaustudium in Leslie ‚ s lab, und Racquel Domingo-Gonzalez, PhD, und Shibali Das, PhD, beide post-doc-Forscher in Khader Labor untersuchten Tieren und Menschen zu identifizieren, der die Immunzellen und Proteine, die zu verteidigen den Körper gegen die TB-Bakterien in den ersten Tagen nach der Infektion.

Sie fanden heraus, dass Zellen, bekannt als Gruppe 3 angeborene lymphoide Zellen (ILC3) spielen eine entscheidende Rolle in den ersten beiden Wochen nach der Infektion. ILC3 Zellen gehören zu den angeborenen Zweig des Immunsystems, das erkennt und reagiert auf fremde Eindringlinge im Körper. Biologen haben schon lange angenommen, dass das angeborene Immunsystem fehlt Speicher für bestimmte Mikroben, aber die jüngsten Studien deuten darauf hin, dass einige angeborene Immunzellen kann die Erinnerung.

Experimente zeigten, dass innerhalb von fünf Tagen nach der Infektion, ILC3 Zellen zeigen bis in die Lunge, wo Sie die Freisetzung von chemischen verbindungen, die Aktivierung und die Aufmerksamkeit anderer Immunzellen. Die ankommenden Zellen auch andere angeborene Immunzellen – die kommen geladen mit Bakterien-töten Waffen – als auch adaptive Immunzellen, direkte und verstärken das angeborene immun-Zellen tötet Potenzial. Zusammen, die immun Zellen umgeben, die Bakterien und zerstören Sie.

In Mäusen, die fehlen ILC3 Zellen, die Immunreaktionen verzögert werden, und der Kampf, um aus dem Boden. Die Aktivierung von chemischen verbindungen werden später veröffentlicht, Zellen des Immunsystems sind langsamer, um anzukommen in der Lunge werden die Bakterien nicht verschlungen von Immunzellen und somit die Mäuse sind kränker und haben mehr TB-Bakterien in der Lunge. Wenn die Forscher Gaben ILC3 Zellen Mäuse ohne eigene ILC3 Zellen, durchstarten der Immunantwort und bakterieller zahlen nie stieg sehr hoch.

„Diese angeborene lymphoide Zellen scheinen zu orchestrieren alle frühen downstream-Immunreaktion – sowohl angeborene und adaptive–, dass Sie die Kontrolle der Infektion“, sagt Khader, der auch ein professor der Pathologie und der Immunologie.

In Menschen und Tiere krank mit TB-Krankheit, ILC3 Zellen versammelten sich in der Lunge, besonders bei immun-Strukturen, die Sie umgeben und die Bakterien getötet. Nach der Menschen wurden erfolgreich mit Antibiotika behandelt, ILC3 Zellen reichlicher wurde in Ihrem Blut, was darauf hindeutet, dass die Zellen nicht mehr benötigt wurden, in der Lunge, Infektionen zu bekämpfen.

Impfstoff-Entwicklern weitgehend ignoriert das angeborene Immunsystem, da ist es vermutlich fehlt die Fähigkeit, sich zu erinnern spezifischen Mikroben. Aber die jüngsten Studien haben gezeigt, dass angeborene Immunzellen kann die Erinnerung oder trainiert werden können, um wirksamer zu sein, damit der Stärkung der körpereigenen angeborenen Immunsystems, die Abwehrkräfte und bietet weitreichenden Schutz. Der Impfstoff gegen TB, der so genannten BCG-Impfung entwickelt wurde, vor einem Jahrhundert und mit dem Ziel entwickelt, das adaptive Immunsystem. Aber es wird jetzt gedacht, um teilweise durch die Ausbildung des angeborenen Immunsystems.

„Kinder, die den BCG-Impfstoff geschützt werden, nicht nur gegen TB aber viele verschiedene Infektionskrankheiten und Krebs für ein paar Jahre,“ Khader sagte. “Sie haben niedrigere raten von Krankheit und Tod von allen Ursachen, als die Kinder, die nicht geimpft. Wir würden nicht wollen, zu ersetzen, die dem BCG-Impfstoff, aber wir können in der Lage sein zu finden, eine Verbindung, die wir nutzen können, um die Immunität in geimpften Kindern, wenn die Wirkungen der BCG-start zu verschleißen.“

Khader hat die Gruppe begonnen screening eine Reihe von chemischen verbindungen, suchen für diejenigen, die zu verbessern ILC3 Aktivität und Antrieb eine stärkere Immunantwort in den ersten Tagen nach der Infektion.

„Es ist immer noch eine offene Frage, ob ILCs, die in der Lunge sind trainierbar oder Speicher und wie lange die Ausbildung oder Speicher dauern würde,“ Khader sagte. „Aber wenn wir trainieren Sie und erhalten eine population dieser Zellen grundiert und bereit zu gehen in die Lunge, das könnte ein Weg sein, wir können ein wirksamer Impfstoff gegen Tuberkulose.“

Leslie Hinzugefügt, „Diese Studie war eine hervorragende Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern aus Südafrika und den USA, und perfekt illustriert die macht der Zusammenführung von know-how über die Kontinente hinweg Voraus TB Wissenschaft.“