#Wie Immunsystem und Mikrobiom in unserer Nase interagieren

Unsere Nase ist ein Einfallstor für Bakterien und Viren aus der Atemluft. Um diese Krankheitserreger abzuwehren, arbeiten nützliche Bakterien und unser Immunsystem in der Schleimhaut unserer Nase zusammen. Eine Studie zeigt nun, wie der körpereigene Antikörper Immunglobulin A die Anzahl und Zusammensetzung der mikrobiellen Nasenbewohner beeinflusst. Ein höherer IgA-Spiegel ist demnach mit weniger Bakterien assoziiert. Dabei unterscheiden sich die Reaktionen der Antikörper auf die Bakterien offenbar von Mensch zu Mensch. Zudem liefert die Studie potenzielle Ansatzpunkte zur Bekämpfung von Infektionen mit dem Krankenhauskeim MRSA.

Das Mikrobiom in unserer Nase spielt eine wichtige Rolle für unsere Gesundheit. Je nachdem, welche Bakterien unsere Nasenschleimhaut besiedeln, können wir anfälliger für Allergien oder bestimmte Atemwegserkrankungen sein. Zudem wirken hilfreiche Mikroorganismen und unser Immunsystem zusammen, wenn es darum geht, schädliche Keime in Schach zu halten. Um gegen unerwünschte Bakterien auf der Schleimhaut vorzugehen, nutzt unser Körper unter anderem das sogenannte sekretorische Immunoglobulin A (sIgA). Diese Antikörper-Variante ist in der Lage, Bakterien zu binden und unschädlich zu machen. Außer in unserem Nasensekret kommt sIgA beispielsweise in Speichel, Schweiß, Darmflüssigkeit, Tränen und Muttermilch vor. Wie genau es das Mikrobiom der Nase beeinflusst, war jedoch bislang unklar.

Immunsystem begrenzt Bakteriendichte

Ein Team um Rob van Dalen von der Universität Tübingen hat nun untersucht, wie das körpereigene Immunsystem und die Bakterien in der Nase miteinander interagieren. Dazu analysierten die Forschenden Nasenabstriche von 50 gesunden Personen und erhoben jeweils den Gehalt an sekretorischem Immunoglobulin A sowie die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften. Außerdem untersuchten sie die Interaktionen zwischen diesen Antikörpern und den Bakterien auf molekularer Ebene.

Das Ergebnis: „Wir haben festgestellt, dass die Menge an sIgA, die eine Person in die Nasenschleimhaut absondert, von Mensch zu Mensch stark variierte“, berichten die Forschenden. „Dabei korrelierte die Menge an sIgA negativ mit der Bakteriendichte. Das deutet darauf hin, dass sIgA in der Nase die Gesamtkapazität der Bakterien zur Besiedlung begrenzt.“ Der Immunglobulin-A-Gehalt des Nasensektrets unterschied sich demnach von Person zu Person teilweise um mehr als das Hundertfache, wobei Menschen mit weniger sIgA deutlich mehr Bakterien in der Nase aufwiesen. Die Vielfalt verschiedener Bakterienspezies wurde hingegen nicht von der Menge dieses Antikörpers beeinflusst.

Individuelle Unterschiede

Zudem stellten van Dalen und sein Team fest, dass die Bakterien in den Nasen unterschiedlicher Menschen unterschiedlich auf das sekretorische Immunglobulin A reagierten. Während bei manchen Versuchspersonen eine klare Reaktion dieser Antikörper gegen bestimmte Bakterien zu beobachten war, blieben die gleichen Bakterien in der Nase einer anderen Person unbehelligt. Die Forschenden gehen deshalb davon aus, dass die Immunreaktion von zahlreichen Faktoren abhängt, darunter wahrscheinlich die Genetik des jeweiligen Menschen sowie die lokalen Bedingungen in der Nase.

Bei acht der 50 Versuchspersonen identifizierten die Forschenden das Bakterium Staphylococcus aureus als Teil des Nasenmikrobioms. Dieses Bakterium ist normalerweise harmlos, kann allerdings unter bestimmten Bedingungen zu lebensbedrohlichen Infektionen führen. Die gegen viele Antibiotika resistente Variante Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA) ist als Krankenhauskeim gefürchtet. Um mehr über die Interaktionen zwischen S. aureus und dem Immunsystem zu erfahren, analysierte das Forschungsteam auf molekularer Ebene, wie das sekretorische Immunglobulin A an die Oberfläche des Bakteriums bindet.

Potenzial für neue Behandlungsmethoden

Die Untersuchung enthüllte eine spezifische Wechselwirkung zwischen sIgA und einem Oberflächenprotein von S. aureus mit dem Namen Staphylokokkenprotein A (SpA). Dieses Protein wurde bereits früher mit Resistenzen des Bakteriums gegen verschiedene menschliche Antikörper in Verbindung gebracht. Eine Manipulation der Bindung zwischen SpA und sIgA könnte daher den Forschenden zufolge zukünftig dabei helfen, die Immunreaktion gegen S. aureus zu verstärken. „Wir beginnen die Prozesse in unseren Mikrobiomen immer besser zu verstehen“, sagt van Dalen. „Die Wechselwirkungen des Antikörpers sIgA mit dem Nasenmikrobiom zeigen uns eindrücklich, wie sich diese mikrobiellen Systeme regulieren – und reguliert werden könnten. Wir haben hier ein riesiges Potential für zukünftige Behandlungsmethoden.“

Ein verbessertes Verständnis der Antikörper-Reaktion auf Bakterien des Nasenmikrobioms könnte auch dabei helfen, Impfstoffe zu entwickeln, die über die Nasenschleimhaut verabreicht werden. Bereits jetzt gibt es für Kinder und Jugendliche Grippeimpfstoffe, die als Nasenspray verabreicht werden. Auch gegen Covid-19 sind nasale Impfstoffe in Entwicklung. Bis die nun veröffentlichten Ergebnisse allerdings tatsächlich die klinische Praxis beeinflussen können, ist es den Forschenden zufolge noch ein weiter Weg.

Quelle: Rob van Dalen (Universität Tübingen) et al., Microbiome, doi: 10.1186/s40168-023-01675-y

© wissenschaft.de – Elena Bernard