Ein weißes Blutkörperchen. (ALIOUI Mohammed Elamine/iStock/Getty Images Plus) Wenn Babys in den afrikanischen Ländern von Guinea-Bissau Und Uganda Als ihnen der Tuberkulose-Impfstoff verabreicht wurde, geschah etwas Bemerkenswertes.
Anstatt dass der Impfstoff nur vor den Zielbakterien schützt – Myocbacterium tuberculosis – Der Tuberkulose-Impfstoff bot einen umfassenden Schutz gegen eine Reihe nicht verwandter Infektionen, darunter Infektionen der Atemwege und schwerwiegende Komplikationen wie z Sepsis .
Australische Forscher haben nun den biologischen Mechanismus hinter den Nebenwirkungen des Tuberkulose-Impfstoffs aufgeklärt.
Das Team verabreichte 63 Säuglingen innerhalb von zehn Tagen nach ihrer Geburt den Impfstoff Bacille Calmette-Guérin (BCG) und verglich ihre Fortschritte mit einer Kontrollgruppe von 67 Säuglingen, die den BCG-Impfstoff nicht erhielten.
Die Forscher entnahmen den Säuglingen Blutproben und untersuchten in beiden Gruppen zirkulierende weiße Blutkörperchen, sogenannte Monozyten.
Monozyten sind Teil des angeborenen Immunsystems des menschlichen Körpers, das die erste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger darstellt und nicht spezifisch für eine bestimmte Krankheit ist.
Bei der Betrachtung dieser Monozyten fanden die Forscher deutliche Unterschiede epigenetisch Unterschiede – Veränderungen in der Art und Weise, wie Gene exprimiert werden oder steuern, welche Gene aktiv und welche ausgeschaltet sind – zwischen der geimpften Gruppe und der ungeimpften Gruppe, die im Durchschnitt etwa 14 Monate nach der Impfung anhielten.
Bei geimpften Babys wurden die Monozyten durch den BCG-Impfstoff umprogrammiert oder „trainiert“, damit sie allgemein stärker auf Krankheitserreger reagieren, und diese epigenetische Signatur wurde mehr als ein Jahr nach der Impfung an die nächste Generation von Monozyten weitergegeben.
Entsprechend der Forscher Dies ist der Mechanismus hinter der breiten, schützenden Wirkung von BCG-Impfstoffen, die in afrikanischen Ländern beobachtet wird.
„Zum ersten Mal haben wir gezeigt, wie der BCG-Impfstoff langanhaltende Auswirkungen auf das Immunsystem von Säuglingen haben kann“, sagt Boris Novakovic, leitender Autor und Molekularbiologe am Murdoch Children's Research Institute (MCRI) in Melbourne, Australien.
Die Forscher verwendeten auch eine in vitro Experiment diese zu erkunden epigenetische Veränderungen im Detail.
Sie isolierten Monozyten von gesunden Erwachsenen, setzten die Zellen zwei Arten des BCG-Impfstoffs aus und stellten deutliche Veränderungen bei verschiedenen Arten epigenetischer Modifikationen fest.
Diese enthielten DNA-Methylierung – molekulare Markierungen, die die DNA-Sequenz schmücken – und Histone – sperrige Proteine, um die DNA-Stränge gewickelt sind.
Monozyten reagieren auf Krankheitserreger mithilfe von Rezeptoren auf der Außenoberfläche der Zelle.
Wenn diese Rezeptoren mit einem Krankheitserreger in Kontakt kommen, veranlasst dies die Monozytenzelle, den Krankheitserreger zu „fressen“ (Phagozytose), was auch eine Kaskade von Ereignissen innerhalb der Zelle auslöst, bei denen ein Protein ein anderes Protein anschaltet und so weiter, bis dies eine Veränderung in der Zelle auslöst Genexpression der Zelle.
Durch die vorherige Exposition gegenüber dem BCG-Impfstoff wird die Monozyten-DNA auf eine Weise neu verpackt, die den gesamten Prozess beschleunigt und die Gene, die für die Reaktion auf Bedrohungen erforderlich sind, schnell aktiviert, sagte Novakovic gegenüber Energyeffic.
Wenn Monozyten in höchste Alarmbereitschaft versetzt werden, reagieren sie besser auf alle Infektionen, nicht nur auf Tuberkulose.
Bisher ging man davon aus, dass es sich um ein angeborenes Immunsystem handelt hatte keine Möglichkeit, sich an frühere Infektionen zu erinnern , im Gegensatz zum adaptiven Immunsystem (das T-Zellen und spezifische Antikörper um sich an die Krankheitserreger zu erinnern, denen es zuvor begegnet ist).
Im letzten Jahrzehnt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass das angeborene Immunsystem tatsächlich ein unspezifisches Gedächtnis erzeugen kann, das als „trainierte Immunität“ bezeichnet wird.
„Das war der Durchbruch“, sagte Novakovic gegenüber Energyeffic.
Es ist nicht nur der BCG-Impfstoff, der das angeborene Immunsystem überempfindlich macht. Andere abgeschwächte Lebendimpfstoffe verwenden eine abgeschwächte Form des Virus zum Schutz vor Krankheiten wie Polio, Masern usw Pocken haben einen ähnlichen Effekt.
Auch Erkrankungen, die den Körper belasten, wie Fettleibigkeit und hoher Cholesterinspiegel oder Verletzungen, stärken das angeborene Immunsystem reaktionsschnell . Das ist nicht immer eine gute Sache.
Während sich die Studie von Novakovic und Kollegen auf die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen der trainierten Immunität konzentrierte, gibt es einige Auswirkungen auf die reale Welt.
In Ländern mit hoher Kindersterblichkeit kann die Impfung gegen Tuberkulose, Masern oder Pocken Auswirkungen haben günstige Auswirkung beim Schutz von Säuglingen vor einer Reihe anderer Infektionen.
In einem australischen Kontext, in dem Babys selten an Infektionskrankheiten sterben, bestehe ein größeres Interesse an der möglichen Verwendung des BCG-Impfstoffs zur Vorbeugung von Allergien und Ekzemen bei Kindern, sagte Novakovic.
Man geht davon aus, dass der BCG-Impfstoff eine Wirkung haben könnte positive Wirkung auf das sich entwickelnde Immunsystem .
A Studie von MCRI-Forschern veröffentlicht in Allergie Letztes Jahr wurde festgestellt, dass die BCG-Impfung eine Wirkung hatte bescheidene wohltuende Wirkung zur Vorbeugung von Ekzemen bei Säuglingen, die für die Entwicklung dieser häufigen Hauterkrankung prädisponiert sind.
Der Epigenetik Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte