Nachrichtenmeldung
Mittwoch, 17. Oktober 2018
Mikrobiom-getriggerte Th17-Zellen schalten von schützend auf zerstörend um; könnten potenzielle Behandlungsziele sein.
Eine ungesunde Population von Mikroben im Mund löst spezialisierte Immunzellen aus, die Gewebe entzünden und zerstören, was zu der Art von Knochenverlust führt, die mit einer schweren Form von Zahnfleischerkrankungen verbunden ist, laut einer neuen Studie an Mäusen und Menschen. Die von Wissenschaftlern des National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) an den National Institutes of Health und der University of Pennsylvania School of Dental Medicine, Philadelphia, geleitete Studie könnte Auswirkungen auf neue Behandlungsansätze für diese Erkrankung haben. Die Ergebnisse erscheinen online am 17. Oktober 2018 in Science Translational Medicine.
Parodontalerkrankungen sind eine häufige Erkrankung, die fast die Hälfte der amerikanischen Erwachsenen über 30 Jahre und 70 Prozent der Erwachsenen über 65 Jahre betrifft. Bei den Betroffenen lösen Bakterien eine Entzündung des Gewebes aus, das die Zähne umgibt, was in einem fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung, der sogenannten Parodontitis, zum Verlust von Knochen und Zähnen führen kann.
„Wir wissen seit Jahren, dass Mikroben eine Entzündung anregen. Das Entfernen von Bakterien durch Zähneputzen und Zahnpflege kontrolliert die Entzündung, aber nicht dauerhaft, was darauf hindeutet, dass andere Faktoren im Spiel sind“, sagte Studien-Seniorautor Niki Moutsopoulos, D.D.S., Ph.D., ein klinischer Prüfarzt am NIDCR. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Immunzellen, die als T-Helfer 17-Zellen bekannt sind, Treiber dieses Prozesses sind und die Verbindung zwischen oralen Bakterien und Entzündungen herstellen.“
Moutsopoulos und Kollegen beobachteten, dass T-Helfer (Th) 17-Zellen im Zahnfleischgewebe von Menschen mit Parodontitis viel häufiger vorkamen als im Zahnfleisch ihrer gesunden Gegenstücke, und dass die Menge der Th17-Zellen mit der Schwere der Erkrankung korrelierte.
Th17-Zellen leben normalerweise an so genannten Barrierestellen – wie dem Mund, der Haut und dem Verdauungstrakt – wo Keime den ersten Kontakt mit dem Körper haben. Th17-Zellen sind dafür bekannt, dass sie vor Mundsoor, einer Pilzinfektion im Mund, schützen, aber sie werden auch mit entzündlichen Erkrankungen wie Psoriasis und Colitis in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass sie eine doppelte Rolle bei Gesundheit und Krankheit spielen.
Um diese Dynamik besser zu verstehen, haben sich die Wissenschaftler des NIDCR mit einer vom NIDCR finanzierten Forschungsgruppe unter der Leitung von Studien-Seniorautor George Hajishengallis, D.D.S., Ph.D., zusammengetan, an der University of Pennsylvania School of Dental Medicine und Kollegen vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) und dem National Cancer Institute (NCI) des NIH.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass sich ähnlich wie beim Menschen mehr Th17-Zellen im Zahnfleisch von Mäusen mit Parodontitis ansammelten, verglichen mit gesunden Mäusen, die als Kontrollgruppe dienten.
Um herauszufinden, ob das orale Mikrobiom der Auslöser für die Ansammlung von Th17-Zellen sein könnte, setzten die Forscher Mäuse auf einen Breitband-Antibiotika-Cocktail. Sie fanden heraus, dass die Eliminierung der oralen Mikroben die Ausbreitung von Th17-Zellen im Zahnfleisch von Mäusen mit Parodontitis verhinderte, während andere Immunzellen unbeeinflusst blieben, was darauf hindeutet, dass eine ungesunde Bakterienpopulation die Anhäufung von Th17-Zellen auslöst.
Als nächstes wollte die Gruppe wissen, ob die Blockierung von Th17-Zellen die Parodontalerkrankung verringern könnte. Als die Wissenschaftler Mäuse gentechnisch so veränderten, dass ihnen Th17-Zellen fehlten, oder den Tieren ein niedermolekulares Medikament verabreichten, das die Entwicklung von Th17-Zellen verhindert, sahen sie ähnliche Ergebnisse: weniger Knochenverlust durch Parodontitis. Die RNA-Analyse zeigte, dass das Th17-blockierende Medikament zu einer verringerten Expression von Genen führte, die an Entzündungen, Gewebezerstörung und Knochenverlust beteiligt sind, was darauf hindeutet, dass Th17-Zellen diese Prozesse bei Parodontitis vermitteln.
Schließlich untersuchten die Forscher am NIH Clinical Center eine Gruppe von 35 Patienten mit einem Gendefekt, der dazu führt, dass ihnen Th17-Zellen fehlen. Wenn die Th17-Zellen so wichtig für die Parodontitis sind, wie es die Tierversuche vermuten ließen, dann sollte das Fehlen von Th17-Zellen vor der Zahnfleischerkrankung schützen, so die Überlegung der Wissenschaftler. Tatsächlich fand die Gruppe, dass die Patienten weniger anfällig für die Erkrankung waren und weniger Entzündungen und Knochenverlust aufwiesen als alters- und geschlechtsgleiche Probanden.
„Unsere klinischen Beobachtungen weisen auf die Relevanz unserer Tierstudien für den Menschen hin und liefern weitere Beweise dafür, dass Th17-Zellen Treiber der Parodontitis sind“, sagte NIDCR-Forscher Nicolas Dutzan, Ph.D., Erstautor der Studie.
„Diese Ergebnisse liefern wichtige Einblicke in die Mechanismen, die der Entstehung von Parodontitis zugrunde liegen“, sagte NIDCR-Direktorin Martha J. Somerman, D.D.S., Ph.D. „Wichtig ist, dass sie auch überzeugende Beweise für die therapeutische Ausrichtung auf bestimmte Zellen liefern, was uns letztendlich helfen könnte, Patienten mit dieser häufigen Erkrankung eine bessere Behandlung und mehr Linderung zu bieten.“
Diese Forschung wurde von den NIH intramuralen Forschungsprogrammen des NIDCR, NIAID, NCI und des National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, sowie den NIDCR Grants R01DE024153 und R37DE026152 unterstützt. Weitere Unterstützung kam von La Roche-Posay, CEDEF, der Pasteur Mutuality Group Corporate Foundation, der Französischen Gesellschaft für Dermatologie, der Philippe Foundation und der Foundation for Medical Research.
Das NIDCR ist der führende nationale Förderer der Forschung im Bereich der Mund-, Zahn- und Kraniofazialgesundheit. Um mehr über das NIDCR zu erfahren, besuchen Sie www.nidcr.nih.gov.
Über die National Institutes of Health (NIH): Die NIH, die nationale Behörde für medizinische Forschung, umfasst 27 Institute und Zentren und ist eine Komponente des U.S. Department of Health and Human Services. Die NIH sind die wichtigste Bundesbehörde, die medizinische Grundlagen-, klinische und translationale Forschung durchführt und unterstützt. Sie erforschen die Ursachen, Behandlungen und Heilmittel für häufige und seltene Krankheiten. Weitere Informationen über die NIH und ihre Programme finden Sie unter www.nih.gov.
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