Fettzellen schützen vor Infektionen

Fettzellen haben eine wichtige Funktion bei der
Immunabwehr
(Foto: cocoparisienne - pixabay.ocm)

Körperfett und Fettzellen haben keinen guten Ruf. Doch Forscher stellten nun fest, dass sie eine wichtige Funktion bei der Abwehr von Krankheitskeimen haben.

Wenn es zu Hautinfektionen kommt, könnte ein gesundes und robustes Immunsystem sehr von dem abhängig sein, was sich darunter befindet. In einem neuen Artikel im Fachblatt »Science« berichten Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego über eine überraschende Entdeckung: Die Fettzellen unter der Haut schützen uns vor Bakterien.

Fettzellen produzieren Antibiotika

Der Dermatologe Professor Richard Gallo und seine Kollegen entdeckten eine bislang unbekannte Rolle bestimmter Fettzellen, sogenannter Adipozyten. Sie produzieren antimikrobielle Peptide, die eindringende Bakterien und krankmachende Keime bekämpfen.

»Es wurde angenommen, dass wenn die Hautbarriere einmal durchbrochen wurde, nur die zirkulierenden weißen Blutkörperchen, wie neutrophile Granulozyten und Makrophagen (Fresszellen) uns vor einer Blutvergiftung (Sepsis) schützen«, sagt Studienleiter Gallo. »Aber es braucht eine gewisse Zeit, damit diese Zellen die Wundstelle ansteuern. Wir zeigen nun, dass die Fettstammzellen verantwortlich für unseren Schutz sind. Das war für uns völlig unerwartet. Es war nicht bekannt, dass Adipozyten antibakterielle Substanzen produzieren können, geschweige denn, dass sie fast genauso viel herstellen wie ein neutrophiler Granulozyt.«

Fettzellen schneller als weiße Blutkörperchen

Die menschliche Immunabwehr gegen bakterielle Infektionen ist komplex, vielstufig und bezieht zahlreiche Zelltypen mit ein, mit als Höhepunkt die Ankunft von neutrophilen Granulozyten und Monozyten - spezialisierte Zellen, die bestimmte Krankheitserreger buchstäblich verschlingen. Doch bevor diese zirkulierenden weißen Blutkörperchen am Ort des Geschehens auftauchen, benötigt der Körper eine schnellere Abwehrreaktion, um das massenhafte Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern. Diese Arbeit wird normalerweise von Epithelzellen, Mastzellen und Leukozyten durchgeführt, die sich in der Nähe des Infektionsherdes aufhalten.

Fettzellen bekämpfen Staphylococcus-Bakterien

Staphylococcus aureus ist ein weit verbreitetes Bakterium und der Hauptgrund für Haut- und Gewebsinfektionen beim Menschen. Die Entstehung von antibiotikaresistenten Formen von Staphylococcus aureus ist ein weltweit ernstzunehmendes Problem in der klinischen Medizin. Bei früheren Untersuchungen im Labor von Professor Gallo beobachteten die Forscher Staphylococcus aureus in der Fettschicht der Haut, daher erforschten sie, ob das Unterhautfettgewebe eine Rolle spielt für die Abwehr von Hautinfektionen.

Fettzellen nehmen bei Infekten zu

Ling Zhang, Hauptautorin der Studie, setzte Mäuse dem Bakterium Staphylococcus aureus aus und entdeckte, dass innerhalb weniger Stunden an der Infektionsstelle die Anzahl und Größe der Fettzellen deutlich zunahm. Und noch wichtiger, diese Fettzellen produzierten große Mengen eines antimikrobiellen Peptids (AMP) namens Cathelicidin (CAMP). AMPs sind Moleküle, die von unserem angeborenen Immunsystem benutzt werden, um eindringende Bakterien, Viren, Pilze und andere Krankheitserreger sofort abzutöten. »AMPs sind unsere erste Verteidigungslinie bei Infektionen. Sie sind in der Evolution sehr alt und werden von allen lebenden Organismen verwendet, um sich zu schützen«, sagt Gallo. »Allerdings wird beim Menschen zunehmend klar, dass die Anwesenheit von AMPs ein zweischneidiges Schwert sein kann, das gilt besonders für CAMP. Zu wenig CAMP führt zu einer hohen Infektanfälligkeit. Das beste Beispiel ist das atopische Ekzem, auch Neurodermitis genannt. Diese Patienten leiden zusätzlich oft unter häufigen Infektionen mit Staphylokokken und Viren. Aber zu viel CAMP ist ebenfalls schlecht. Wissenschaftliche Beweise deuten an, dass viel CAMP im Blut Autoimmunkrankheiten und andere entzündliche Erkrankungen wie Lupus, Schuppenflechte (Psoriasis) und Rosacea fördert.«

Höherer CAMP-Spiegel bei Übergewicht

Die Wissenschaftler bestätigten ihre Ergebnisse durch die Analyse von S. aureus-Infektionen bei Mäusen, die entweder keine wirksamen Adipozyten produzieren konnten oder deren Fettzellen nicht genügend AMPs und CAMP ausschütteten. In allen Fällen stellten sie fest, dass die Mäuse häufiger an Infektionen litten, die auch schwerer waren. Weitere Tests bestätigten, dass menschliche Adipozyten auch Cathelicidin herstellen. Das weist darauf hin, dass die Immunantwort in Nagetieren und Menschen ähnlich funktioniert. Interessanterweise wurde bei übergewichtigen Lebewesen ein höherer CAMP-Spiegel im Blut gefunden als bei normalgewichtigen Individuen.

Neue Therapiemöglichkeiten

Die mögliche klinische Anwendung der Forschungsergebnisse erfordert weitere Untersuchungen, sagt Gallo. »Eine mangelhafte AMP-Produktion durch reife Adipozyten kann aufgrund von Übergewicht oder Insulinresistenz entstehen und zu einer höheren Infektanfälligkeit führen. Aber zu viel Cathelicidin könnte ungesunde Entzündungsreaktionen provozieren. Der Schlüssel ist, dass wir nun diesen Teil des Immunantwort-Puzzles kennen. Das eröffnet uns fantastische neue Forschungsmöglichkeiten. So könnten beispielsweise heutige Medikamente für Diabetiker auch anderen Patienten nützen, die diesen Aspekt der Immunabwehr ankurbeln müssen. Umgekehrt können die Forschungsergebnisse Wissenschaftlern helfen, Zusammenhänge zwischen Erkrankungen und Übergewicht zu verstehen und neue Strategien zu entwickeln, um die medizinische Versorgung zu verbessern.«

Quelle: Ling-juan Zhang, Christian F. Guerrero-Juarez, Tissa Hata, Sagar P. Bapat, Raul Ramos, Maksim V. Plikus, Richard L. Gallo: Dermal adipocytes protect against invasive Staphylococcus aureus skin infection. Science 2 January 2015: 347 (6217), 67-71. DOI:10.1126/science.1260972