Archiv des Autors: Andrea Kamphuis

Neuronale Basis für Krankheitsverhalten im Stammhirn aufgespürt

Wenn Tiere oder Menschen krank sind, zeigen sie charakteristische Verhaltensweisen, die zusammen als sickness behaviour bezeichnet werden. Mit Verhalten sind hier keine bewussten Handlungen gemeint, die sich ebenso bewusst unterbinden oder lenken lassen, sondern tief einprogrammierte, körpernahe Phänomene. Hier habe ich sie 2017 vorgestellt – und auch auf den Hypothalamus als beteiligte Hirnregion hingewiesen.

Neben dem Hypothalamus ist auch das Stammhirn an diesen Verhaltensweisen beteiligt, die bei akuten Erkrankungen der Genesung dienen, indem sie möglichst viele Ressourcen an das Immunsystem umleiten – bei chronischen Erkrankungen wie Autoimmunkrankheiten aber vermutlich Fehlsteuerungen darstellen, da beispielsweise Lethargie oder Nahrungsverweigerung auf die Dauer nicht zur Heilung beitragen. Bislang wusste man aber nicht, welche Neuronengruppen im Gehirn dafür verantwortlich sind.

Einem Beitrag in The Scientist entnehme ich, dass eine Forschergruppe um Anoj Ilanges diese Neuronen im Stammhirn von Mäusen mithilfe eines trickreichen mehrschrittigen Versuchs ausfindig gemacht hat. Die Nervenzellgruppen werden kurz als NTS und AP bezeichnet; die nur für Neurolog*innen aussagekräftigen Langnamen erspare ich uns. Einem anderen Team war kürzlich Ähnliches mit Hypothalamus-Neuronen gelungen, die offenbar für die Koordinierung von Fieber, Appetitverlust und das Aufsuchen von Wärme zuständig sind.

Noch ist nicht belegt, was genau diese Verhaltensänderungen im Krankheitsfall auslöst. Aber im Allgemeinen empfängt der NTS Signale vom Vagusnerv, der Informationen aus den inneren Organen übermittelt, während die AP auf humorale (in Flüssigkeit gelöste) Signale reagiert, also etwa Zytokine, die von Immunzellen am Infektionsort in die Blutbahn ausgeschüttet wurden. Die Nervensignale treffen schneller im zentralen Nervensystem ein als die Botenstoffe aus der Blutbahn.

Bestimmte Verhaltensweisen aus dem Komplex sickness behaviour treten auch bei Autoimmunerkrankungen, Krebserkrankungen oder etwa ME/CFS auf, beispielsweise Fatigue – in unterschiedlichen Ausprägungen. Daher lohnt es sich, diese Forschungsrichtung weiter zu verfolgen. In meistens sehr leichter und nur wenige Tage anhaltender Form kann Krankheitsverhalten übrigens auch nach Impfungen auftreten.

Die Originalarbeit ist in Nature erschienen und frei zugänglich: Ilanges et al.: Brainstem ADCYAP1+ neurons control multiple aspects of sickness behaviour

Warum wir uns für das Immunsystem von Amphibien interessieren sollten

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Einmal abgesehen von reiner Neugier und dem Erkenntniswert von Vergleichen der Immunsysteme unterschiedlicher Organismen – etwa, um besser zu verstehen, warum unser eigenes Immunsystem so oft übers Ziel hinausschießt: Warum sollten wir uns für das Immunsystem von Fröschen und anderen Lurchen interessieren?

Zum Beispiel, weil dessen Versagen bei Infektionen mit dem Pilz Batrachochytrium dendrobatidis die Amphibien-Bestände weltweit zusammenbrechen lässt. Und dieser Verlust an Biodiversität ist nicht nur für die jeweiligen Ökosysteme ein Drama, sondern gefährdet auch die menschliche Gesundheit. Wie vergangene Woche bei The Scientist zu lesen war, scheinen die vermehrten Malaria-Ausbrüche, unter denen die Menschen in den 1990er- und den frühen 2000er-Jahren in Panama und Costa Rica gelitten haben, mit dem Massensterben der dortigen Amphibien zusammenzuhängen. Es fehlten auf einen Schlag sehr viele Tiere, die Moskitos fressen. Und Moskitos übertragen Plasmodien, die Erreger der Malaria.

Wer sich näher mit dem Immunsystem von Amphibien, mit den für die Lurche tödlichen Pilzen und den Hypothesen über die Ursachen ihrer massiven Ausbreitung beschäftigen will (Stichwort: Klimawandel), findet hier eine gute Übersichtsarbeit von Louise A. Rollins-Smith aus dem Jahr 2020 (Open Access): Global Amphibian Declines, Disease, and the Ongoing Battle between Batrachochytrium Fungi and the Immune System.

Jack/Du Pasquier: Evolutionary Concepts in Immunology, Teil 2

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Fortsetzung meiner Notizen zum Buch, Kapitel 3: angeborene Abwehr

Modularität: Abwehrsysteme bestehen aus 3 Teilen: 1. Information über gefährliche Lage (lösliche extrazell. Rezeptormoleküle und zellassoziierte Sensoren), 2. Befehls- und Steuerungskomplex (Signalketten), 3. Effektoren (Enzyme, ROS etc.), die gut dosiert und verwahrt werden müssen, da sie auch eigenes Gewebe zerstören. Ausnahme: „smart weapons“ wie konstitutiv exprimierte kationische antimikrobielle Peptide, die an anionische Mikroben-Oberfläche binden und dann mit hydrophober Domäne in die Membran eindringen.

Evolution der Rezeptoren: in angeb. Abwehr alle möglichen Proteine, während sie in der erw. Abwehr alle zur Immunglobulin-Superfamilie gehören. Vielfalt über Jahrmillionen selektiert, für Pathogene schwerer auszuschalten als eine einzelne Proteinfamilie. Keimbahn-codiertes „phylogenetisches Pathogen-Gedächtnis“. Gene für erfolgreiche Rezeptorstrukturen oftmals dupliziert -> neue Bindungseigenschaften -> Familien. Viele Rezeptoren bestehen aus 2 oder mehr funktionalen Modulen.

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Lupus: Behandlungserfolge mit CAR-T-Zellen

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Therapien interessieren mich ja nun überhaupt nicht, zumindest nicht für Band 2 des Autoimmunbuchs. Dennoch möchte ich kurz auf diese gute Nachricht vom 16. September hinweisen:

Den Reset-Knopf drücken: Wie sich eine Autoimmunerkrankung auflöst (PM der Uni Erlangen)

A. Mackensen et al.: Anti-CD19 CAR T cell therapy for refractory systemic lupus erythematosus (das Paper in nature medicine, nur Abstract frei lesbar)

Erfolg bei CAR-T-Zelltherapie gegen Lupus (Expertenstimmen, eingesammelt vom Science Media Center)

Das Ende des Horrors (Bericht in der SZ aus dem Jahr 2021)

Die CAR-T-Zell-Therapie kommt nur bei wirklich schweren Autoimmunerkrankungen infrage, die man auf anderem Wege nicht in den Griff bekommt. Zum einen ist sie unglaublich aufwändig und kostspielig. Zum anderen werden hier mal eben alle CD19-exprimierenden B-Zellen im Körper platt gemacht. Die fünf SLE-Patient*innen haben das offenbar gut vertragen und sind dem Tod vorerst von der Schippe gesprungen – aber ohne Not tut man so etwas nicht.

Dennoch: ein Durchbruch. Womöglich erleben wir gerade das Ende der Ära, in der Autoimmunerkrankungen per se als unheilbar galten.

Antigen-präsentierende Zellen spenden T-Zellen ihre Telomere

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Telomere und ihre Rolle bei der Alterung (Seneszenz) von Immunzellen habe ich im Blog schon öfter thematisiert, denn ihre Verkürzung bei jeder Zellteilung könnte einer der Faktoren sein, die bei älteren Menschen zum Ausbruch von Autoimmunerkrankungen beitragen. Jetzt gibt es sensationelle Neuigkeiten:

Lanna, A., Vaz, B., D’Ambra, C. et al. An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory. Nat Cell Biol (2022). https://doi.org/10.1038/s41556-022-00991-z

Bei Nature in der Artikel nur in einer Leseansicht ohne Markierungs- und Download-Funktion verfügbar, aber das Manuskript ist bei biorxiv zu finden. Frei zugänglich ist auch die Meldung bei The Scientist: T Cells Ward Off Aging with Help from Their Friends

Abstract: T-Zellen sollen nach bisheriger Vorstellung ihre Alterung aufhalten durch Telomerase, die ihre Telomere wieder verlängert (s. Nothing in Oncology Makes Sense Except in the Light of Evolution). Die Autor*innen zeigen hier: Vor allem naive T-Zellen und zentrale Gedächtnis-T-Zellen nehmen Telomer-Vesikel von APCs auf und verlängern ihre Telomere so ohne Telomerase-Aktivität. Bei Kontakt bauen APCs Shelterin ab; ihre Telomere werden vom Trimming-Faktor TZAP abgeschnitten und an der Immun-Synapse in extrazelluläre Vesikel verpackt. Diese enthalten auch den Rekombinationsfaktor Rad51, der die Fusion mit Enden der T-Zell-Telomere bewirkt. Die antigenspezifischen T-Zellen empfangen die Telomerverlängerungen (im Mittel ca. 3000 Basenpaare) vor ihrer klonalen Expansion, was zu langfristiger Immunität führt.

Intro: Telomere = TTAGGG-Wiederholungen. Bei kurzen Telomere von < 4kb lässt die Teilungsfähigkeit nach (replikative Seneszenz). Bei vielen Alterskrankheiten und Krebs werden kurze Telomere beobachtet. Zellen können die Verkürzung mit oder ohne Telomerase aufhalten. – Immunologische Synapsen dienen der Kommunikation zwischen APCs und Lymphozyten, initiieren Immunreaktionen, die zu langlebigen Gedächtnis-T-Zellen führen. Eine Synapse aktiviert die Telomerase in der T-Zelle zunächst; mehrfache synaptische Interaktion zieht aber einen Aktivitätsrückgang nach sich und damit die Seneszenz der T-Zelle, ein Nachlassen des immunologischen Gedächtnisses, u. U. also mehr Infektionen, Krebs, Tod. Telomerase allein kann also die T-Zell-Seneszenz letztlich nicht verhindern. Wenn T-Zellen aber Telomere aus APCs empfangen, werden sie zu Stammzell-ähnlichen und/oder zentralen langlebigen Gedächtniszellen, während andere T-Zellen altern und sterben. Die APCs entscheiden also bei der ersten Synapse über das Schicksal der T-Zellen.

Ergebnisse: Das Team hat eine Verlängerung von T-Zell-Telomeren und gleichzeitige Verkürzung von APC-Telomeren beobachtet, in Gegenwart von Antigenen aus Epstein-Barr-Virus-, Influenza-Virus- und Cytomegalovirus-Lysaten. Das klappt auch in T-Zellen ohne Telomerase (Knock-out), kann auch nicht auf alternativem Telomer-Verlängerungs-Mechanismus per Rekombination und DNA-Synthese beruhen, weil sich die T-Zellen noch gar nicht teilten. Gelabelte Telomer-DNA aus den APCs tauchte später in den T-Zellen auf; damit war die Herkunft belegt. TCR-besetzte planare Lipiddoppelschichten lösen die Telomer-Freisetzung aus den APCs ebenso gut aus wie komplette T-Zellen. Außer TCR sind auch Anti-CD3 und Antigene auf den APC-MHC-Komplexen nötig. Die APCs sterben nicht nach Telomer-Angabe, zeigen auch kein Blebbing. Myeloide APCs (dendritische Zellen und Monozyten) geben am meisten Telomere ab, B-Zellen weniger. Die Vesikel enthalten außer Telomeren auch Histokompatibilitäts-Antigen-Proteine sowie TZAP (telomeric zinc-finger associated protein), ein telomerbindendes Protein, das die terminalen Enden von Chromosomen beschneidet (Telomer-Trimming) und fürs Abschneiden und Verpacken der Telomere nötig ist. Damit TZAP an die Telomere binden kann, muss das Shelterin herunterreguliert und abgebaut werden, das die Telomere normalerweise stabilisiert und vor DNA-Reparaturmechanismen beschützt. Die Vesikel enthalten auch Rad51, einen homologen Rekombinationsfaktor, der an der Telomer-Verlängerung beteiligt ist und für den Anbau der gestifteten Telomere in den T-Zellen nötig ist. In Mäusen wandern die T-Zellen mit den APC-verlängerten Telomeren rasch in Langzeit-Überlebensnischen wie Milz und Lymphknoten; im Blut sind sie kaum zu finden.
Influenza-Impf-Experiment: Mäusen wurden antigenspezifische, geprimete T-Zellen mit APC-verlängerten oder mit nicht verlängerten Telomeren injiziert; die Kontrollgruppe erhielt keine solchen T-Zellen. Entweder 18 Stunden oder 15 Tage nach der Injektion wurden die Tiere mit Influenza infiziert. Ungeimpfte Mäuse starben alle rasch; mit unveränderten Telomer-T-Zellen wurde die frühe Infektion gut abgewehrt (alle Tiere überlebten), die späte Infektion aber nicht (alle Tiere starben im Lauf einige Tage), weil kein Gedächtnis ausgebildet wurde. Mäuse mit T-Zellen mit APC-verlängerten Telomeren überlebten sowohl eine frühe als auch eine späte Infektion; das immunologische Gedächtnis reichte aus.

Diskussion: Es gibt auch andere Pfade zu Gedächtnis-T-Zellen, teils von naiven T-Zellen ausgehend, teils nach Effektor-Tätigkeit durch Umschalten von Glykolyse auf oxidative Phosphorylierung. Vermutung: Die Antigenstärke könnte die Menge der übertragenen Telomere und damit die Zahl der möglichen nachfolgenden Zellteilungen beeinflussen. Aber auch bei identischen Antigenen hat ein Großteil der T-Zellen keine Telomere aufgenommen; sie blieben kurzlebige Effektorzellen. T-Zellen sollen nach wiederholter Antigenstimulation seneszent werden; stark ausdifferenzierte Effektor-T-Zellen können ihre Telomerase nicht weiter aktivieren; ihre Proliferation lässt nach -> lineare Seneszenz. Alternatives Modell: Die Unfähigkeit, während der Antigenstimulation APC-Telomere zu empfangen, besiegelt schon das Schicksal der T-Zellen -> Seneszenz. Nach Auflösung der Synapse startet die massive Proliferation; jetzt kommt die Telomerase hinzu, die an alle Chromosomen pro Teilung ca. 100-200 bp anhängt. Ein Telomer-Transfer verlängert dagegen bestimmte, vermutlich sehr kurze, Telomere um ca. 3000 bp noch vor den Zellteilungen. Vermutlich ist der Telomer-Transfer das schon länger postulierte Signal, von dem die terminale Differenzierung der T-Zellen abhängt. Unklar bleibt, wonach sich entscheidet, ob eine T-Zelle die Telomere einbauen kann. – Darüber hinaus kann es weitere Wege zur Bildung von Gedächtniszellen geben, etwa eine Dedifferenzierung von Effektorzellen, sodass sie ebenso Stammzell-ähnlich werden wie die Gedächtniszellen mit den APC-Telomeren.

Abb. 8: Versuchsdesign mit Absterben der grippeinfizierten Mäuse ohne injizierte T-Zellen mit verlängerten Telomeren während der Gedächtnis-Phase; in der Effektorphase haben die Tiere eine Infektion noch überlebt. Mäuse mit injizierten T-Zellen mit verlängerten Telomeren überleben auch eine späte Infektion während der Gedächtnis-Phase, weil die T-Zellen so lange leben. Außerdem Illustration der Synapse mit Vesikeltransfer und Telomerfusion.

Jack/Du Pasquier: Evolutionary Concepts in Immunology, Teil 1

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Keine Besprechung des 2019 erschienenen, 145 Seiten schmalen, aber gehaltvollen und klugen Büchleins von Robert Jack und Louis Du Pasquier – sondern simple Notizen zu Stellen, die für Band 2 des Autoimmunbuchs relevant sind – hier erst mal bis Ende Kapitel 2; Fortsetzung folgt.

Und zugleich der Anfang einer Reihe von Blogartikeln ähnlicher Art, wie ich sie schon in den Jahren 2011ff. zuhauf verfasst habe: eilige, holperige Notizen zu neuer (oder neu entdeckter) immunologischer Fachliteratur, einfach um „Friendly Fire“ wiederzubeleben und nicht alles nur unsichtbar in Scrivener zu verarbeiten, dem Programm, in und mit dem ich meine Bücher schreibe.

Vorwort: Versuch zu zeigen, wie Kräfte der Evolution Immunsysteme im Laufe der Stammesentwicklung geformt haben. Dobzhansky-Zitat (natürlich!).

Kapitel 1: Wie arbeitet Evolution?

Ernst Mayrs Wie- und Warum-Fragen (s. auch Anfang Arvay oder Autoimmunbuch, Bd. 1, S.16: Tinbergens 4 Fragen). Warum -> Anpassungswert, Evolution von Abwehrsystemen.
„Lebende Fossilien“: Quastenflosser ähnelt 400 Mio. J. alten Fossilien, hat zwar die ganze Zeit Mutationen angesammelt, aber in den Tiefen des Meeres hat sich die Umwelt und damit der Selektionsdruck kaum gewandelt -> erst Selektion macht Mutationen evolutionär bedeutsam.
Varianten = Sequenzelemente, die in mindestens 1% einer Population vertreten sind; Mutanten = in weniger als 1%, entweder gerade erst entstanden und noch nicht positiv selektiert – oder schädlich, aber noch nicht komplett eliminiert.
Menschen: Problem -> Lösung; Evolution: potenzielle Lösungen (Mutationen in den Genomen einiger Individuen einer Population) warten auf das passende Problem. Wie Lymphozyten.
Eukaryoten können schwach nachteilige Mutationen bewahren, da sie diploid sind; daher größere Toleranz genetischer Drift als haploide Organismen. Ansammlung solcher Mutationen in Keimbahn bietet großes Lösungspotenzial.
Mikroorganismen nicht nur wg, kurzer Generationszeit, sondern auch wg. riesiger Populationen im Vorteil; Selektion effektiver.
In codierenden Regionen bei Menschen 1 Variante alle 8 Basenpaare. Jeder Mensch hat statistisch mindestens 85 Gene, bei denen 1 Kopie durch Mutation zerstört wurde, und 35, bei denen beide Kopien zerstört wurden.
Ansammlung leicht nachteiliger Mutationen = Muller-Ratsche. Meiotische Rekombination bei sexueller Fortpflanzung löst das Problem. R. kombiniert auch Allele intakter Gene neu -> einzigartige Individuen. F. Jacob: „To create is to recombine.“ Gilt auch für somatische Rekombination in Lymphozyten.
Generationslücke: Reproduktionszeit 20 Minuten – 20 Jahre = Faktor 525.000. Wie konnten wir überleben? 1. Diploidie, Mutationsvorrat, s. o. 2. adaptives IS, Selektion von Keimbahn in Soma verlagert. Nun keimbahn-codierte Abwehr zu unflexibel.
Evolution IS: Flache Küstengewässer energie- und nährstoffreich; bakterienfressende Amöben wohl 1. eukar. Organismen; von Viren, Transposons und Bakterien befallen. Alles, was bei Abwehr hilft, wird getan, auch wenn die Lösungen bizarr wirken.
„Amöben“ (lt. Literaturangabe: Nanoflagellat Cafeteria roenbergensis!) integrieren Mavirus in ihr Genom, um Mimivirus-Attacken abzuwehren: Mavirus wird bei Infektion aktiviert, Amöbe stirbt, aber da um 2-3 Größenordnungen mehr Ma- als Mimiviren produziert wurden, können neue Mimiviren wenig neue Amöben anstecken.
IS ist enorm verschwenderisch. Mensch: jeden Tag Milliarden Immunzellen wie Granulo- oder Lymphozyten produziert und fast alle direkt danach wieder ungenutzt zerstört. Trotzdem evolutionär stabile Strategie, da Vorteil schwerer wiegen.

Kapitel 2: Von Einzeller- und Vielzeller-IS

Übergang zu Mehrzellern wegen Arbeitsteilung zwischen Zelltypen vorteilhaft; einzelne Zelle muss weniger Kompromisse zwischen ihren u. U. widerstreitenden Funktionen eingehen. Preis dafür: Fitness einzelner Zellen = 0.
4 Situationen, die Architektur der Abwehr in Metazoen beeinflussen; Übergang hat Änderungen erzwungen: 1. Trennung Keimbahn-Soma, 2. Beschränkung zellulärer Kompetenzen, 3. Aufweichung Grenze Selbst-Nichtselbst, 4. großes Tempo + Reichweite mobiler Immunzellen.
1. Erst strikte Trennung Keimbahn-Soma macht proteinbasiertes, somatisch diverses IS möglich, weil die erforderlichen riskanten Rekombinations- und Mutations-Runden so die DNA in der Keimbahn nicht gefährden.
2. Phagozytose: Nur noch bestimmte Zelltypen dürfen das. Phagozytose in jeder Phase, von der Suche bis zur Fusion Phagosom-Lysosom, vom Zytoskelett abhängig. Zellen dürfen ihre Nachbarn nicht auffressen. Dictyostelium discoideum: etwa 1% patrouillierende Wächterzellen, da Slug attraktive Quelle für Energie und Metaboliten ist. Phagozytose von Ernährungsweise zu Verteidigungsmethode diszipliniert. Weiterer Vorteil: Pathogene können Phagozytose nicht mehr flächendeckend ausnutzen. Legionella pneumophila befällt Süßwasseramöben, verbirgt sich in Phagozytose-Vakuolen und injiziert mit dort aufgebauter Spritze etwa 300 bakterielle Mediatoren ins Zytosol -> Zytoskelett verändert -> Bakterien vermehren sich in Vakuolen. Legionärskrankheit ist „Unglück“, das erst durch Klimaanlagen mit großen Wassertanks passieren konnte, weil die Legionellen nun in Aerosolen in unsere Lungen gelangen können, wo sie via Phagozytose alveolare Makrophagen befallen. Zeigt, dass grundlegende Phagozytose-Mechanismen seit über 600 Mio. J. unverändert sind! Andere Pathogene wie Salmonellen, Shigella, Listerien, Chlamydien können auch andere Zelltypen zur Phagozytose bewegen, indem sie von außen durch ihre „Spritzen“ Mediatoren injizieren, die zu Membranausstülpung usw. führen. Die Bestandteile des Phagozytose-Apparats sind also in vielen Zelltypen noch komplett da. Autophagie = „interne Phagozytose“, Selbstabbau als „Vetter“ der Phagozytose: Proteasomen haben relativ kleine Einlassöffnungen, daher sammelt sich in langlebigen Zellen Müll an -> in Vakuolen gepackt, die mit Lysosomen fusionieren. Abbaumethode auch bei Nährstoffmangel und zur Vernichtung zytosolischer Pathogene eingesetzt. Problem der Selbst-Nichtselbst-Erkennung; auch Mitochondrien könnten wegen Bakterien-Herkunft vernichtet werden. Aber nur Pathogene, die aus Phagosom entswischen, tragen Glycane, mit denen Innenseite der Phagosom-Membran gespickt ist; zytosolische Galectine binden daran -> Glycan-Galectin-Komplexe als Friss-mich-Signale für Autophagie-Maschinerie.
3. Selbst = Gesellschaft der Zellen in Metazoen. Zur Erkennung Vielzahl an Oberflächenmarkern und passenden Rezeptoren entwickelt, auch für lösliche Mediatoren wie Hormone oder Zytokine, die Infos aus weiter entfernten Körperteilen übermitteln. Mobile Abwehr aber nicht nur gegen Pathogene = Nichtselbst, sondern auch gegen verändertes Selbst wie Krebszellen, apoptotische und nekrotische Zellen. – Apoptotische Zellen werden bei Nematoden, die kein echtes IS haben, von Nachbarzellen vertilgt, die dafür kurz ihr Phagozytose-Programm aktivieren, Bei Säugern können ggf. Epithel-, Endothelzellen und Fibroblasten als Amateur-Phagozyten dienen, aber das meiste erledigen Makrophagen. Sterbende Zellen senden Finde-mich-Signale, bei Kontakt Friss-mich-Signale aus. Koevolution des Apoptose- und des Fressprogramms bei den Partnern. So schnell, dass sogar in Knochenmark oder Thymus, wo sehr viele Zellen sterben, kaum tote Zellen sichtbar werden. – Nekrose: Zellmembran nicht mehr dicht; diverse Ursachen: zu viel Apoptose, steriles Trauma, Vireninfektion, … Phagozyten deuten ausgetretene Zytosolbestandteile als Gefahrensignal. Anders als bei Apoptose wird u. U. Entzündung -> Immunreaktion ausgelöst. – Krebs: Zellen fangen an zu mogeln, um sich rascher zu teilen – schon bei Algenmatten zu beobachten. Es braucht also neben altruistischer Kooperation auch altruistische Bestrafung der Betrüger -> IS. Krebszellen sind so was wie endogene Pathogene, halten sich nicht an Regeln, müssen um jeden Preis zerstört werden.
4. Mobilität der Immunzellen: Bei einfachsten Vielzellern wie Schwämmen keine komplexen Organe. Nächste Stufe: Nesseltiere (Cnidaria) mit 2 Zellschichten, Ectoderm und Endoderm. Dann 3 Keimblätter, neu: Mesoderm. Bei Diploblasten wie Nesseltieren ist Epidermis für Abwehr zuständig, enthält Rezeptoren (strukturell ähnlich denen von Wirbeltieren wie TLR), produziert antimikrobielle Peptide, betreibt Phagozytose. Hydra enthält bakterielles Mikrobiom und symbiotische grüne Algen, die nicht bekämpft werden dürfen; „Selbst + Freunde“ vs. Feinde. Auch manche Triploblasen wie Nematode Caenorhabditis elegans haben nur epitheliale Abwehr. Komplexe Metazoen brauchen aber mobiles IS, da Apoptose, Nekrose, Tumorbildung und Infektionen überall im Körper stattfinden können. Siehe Buchcover: Verteidigung einer mittelalterlichen Stadt/Burg: Arbeitsteilung in Entdeckung und Hilferufen; zuständige Zellen müssen kommunizieren und sich gerichtet weit und schnell fortbewegen können; koordinierte Zytoskelett-Aktivität erforderlich. Dafür geänderte Konstruktion nötig: Bei Invertebraten bestehen Gefäße aus extrazellulärer Matrix, bei Vertebraten aus Endothelzellen; intelligente Oberflächen zur Rekrutierung von Immunzellen usw.

Teil 2: angeborene Abwehr

Philipp Dettmers „Immun“: Kriegsbericht im Plauderton

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Philipp Dettmer, der Gründer des erfolgreichen YouTube-Kanals Kurzgesagt – In a Nutshell, hat ein Sachbuch über das Immunsystem geschrieben. Wer das Autoimmunbuch zu fachlich und detailverliebt fand, sollte mal in „Immun. Alles über das faszinierende System, das uns am Leben hält“ hineinschauen. Das 2021 bei Ullstein erschienene, gut 400 Seiten starke und in bewährter Kurzgesagt-Manier schön illustrierte Buch ist in meinen Augen spannend und gut verständlich geschrieben, und es macht es der Leserschaft weder zu schwer noch zu leicht.

Das Themenspektrum ist weit; natürlich kommen auch Autoimmunerkrankungen in einem Kapitel vor. Aus einigen Kapiteln im hinteren Teil, etwa dem über HIV oder Krebs, habe ich – um nicht zu sagen: selbst ich! 🙂 – noch etwas Neues erfahren, auch wenn ich es in erster Linie gelesen habe, um zu sehen, wie Dettmer die Sachverhalte darstellt. Seine direkte Ansprache der Leserin oder des Lesers wirkt auf mich etwas kumpelig; auch der Humor ist nicht so ganz mein Ding. Aber inhaltlich und didaktisch gibt es (fast – s. u.) nichts zu meckern. Und das ist sowohl bei Fach- als auch bei Sachbüchern über das Immunsystem die ganz große Ausnahme!

Wachsendes Unbehagen an Gewaltmetaphern

Was mir allerdings zunehmend auf den Wecker ging und immer noch nachhängt, ist die gewalttriefende Metaphorik. Gefühlt alle paar Seiten wird im Plauderton davon berichtet, wie irgendwer (etwa eine Immunzelle) irgendwem (etwa einer anderen Zelle) aus nächster Nähe in den Kopf schießt. Die gesamte Immunologie ist ja von einer blutrünstigen Metaphorik durchsetzt, auch wenn das hier im Bestreben um Anschaulichkeit auf die Spitze getrieben wurde.

Damit kein Missverständnis aufkommt: Ich bin nicht empfindlich, kann Blut sehen, habe einen nüchternen Biologinnen-Blick auf den menschlichen Körper und halte nichts vom Beschönigen. Und natürlich finden sich auch im Autoimmunbuch sowie hier im Blog massenhaft Gewalt-, Kampf- und Kriegsmetaphern, angefangen beim Namen „Friendly Fire“. Wer Nichtfachmenschen das Wissen der Immunolog*innen anschaulich vermitteln will, kommt kaum um solche Bilder herum. Das entbindet uns aber nicht von der Verantwortung für unsere Sprache.

Mein wachsendes Unbehagen an dieser Metaphorik hat – soweit ich das bisher in mir ergründen konnte – zwei Gründe, einen gesellschaftlichen und einen innerwissenschaftlichen.

Zum ersten Grund: Metaphern sind keine Einbahnstraßen. Wissenschaftssoziolog*innen beobachten in den letzten Jahrzehnten immer wieder, wie die kriegerische Begrifflichkeit der Immunologie nun in die Sicherheitspolitik, in die Militärstrategie, in Schriften zur Unternehmenskultur usw. zurückschwappt. Wenn wir Immunreaktionen ausschließlich als Gewaltakte gegenüber eingedrungenen Krankheitserregern oder Krebszellen begreifen, die zur Wiederherstellung der individuellen Gesundheit erforderlich sind, liegt es nahe, Gewalt gegen Fremde oder gegen bestimmte Menschen aus unserer eigenen Gesellschaft als notwendige, gesunde Abwehrreaktion des „politischen Körpers“ oder – böse gesagt – des Volkskörpers zu interpretieren. Das sollten wir gerade in Deutschland tunlichst unterlassen.

Der zweite Grund beschäftigt mich eigentlich noch mehr, gerade bei der Arbeit am zweiten Band des Autoimmunbuchs: Metaphern sind auch Scheuklappen. Ich habe Sorge, dass uns ganz Wesentliches entgeht, weil wir die Interpretation von Immunsystem-Komponenten als Soldaten oder Polizisten und von Immunprozessen als Abwehrschlachten so dermaßen verinnerlicht haben. Die Immunologie und ihre Begrifflichkeit wurden nun einmal im Kontext zweier Weltkriege und ganz überwiegend von Männern entwickelt.

Viele nicht kriegerische Vorgänge, an denen Immunzellen beteiligt sind, waren und sind zudem methodisch kaum zu fassen, gewissermaßen unsichtbar – erst recht, wenn man durch die Brille der Standard-Metaphorik schaut. Wenn Erreger, Krebszellen oder andere Körperzellen im Zuge einer Infektion oder Verletzung und der dadurch ausgelösten Immunreaktion sterben, so können wir das sehen und messen. Die Rolle von Immunzellen und ihren Botenstoffen etwa bei der Einnistung der befruchteten Eizelle oder beim Umbau der Gebärmutter und der Plazenta, bei der Entwicklung des Embryos, beim Aufbau und Erhalt von Organen wie dem Gehirn oder bei der Kommunikation mit unserer Darmflora – vieles davon ist selbst mit modernsten Mitteln bislang nur schemenhaft zu erkennen. Das heißt aber nicht, dass diese Aufgaben des Immunsystems weniger wichtig wären als all das Herumballern und das Ausmerzen.

Auch wenn es wie eine überflüssige Volte oder wie Prokrastination erscheinen mag: Ich gehe diesem Thema jetzt durch die Lektüre einiger wissenschaftstheoretischer, -soziologischer und -historischer Bücher und Aufsätze noch weiter nach. Demnächst mehr dazu.

Sonnenhut in Buchenwald. Alternativmedizinische Forschungsprojekte und Menschenversuche im „Dritten Reich“

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Anlässlich eines aktuellen Spiegel-Artikels zum Thema veröffentliche ich meinen 2001 im Skeptiker erschienenen Artikel, der bei der GWUP leider nicht mehr auffindbar ist, hier erneut. Zusätzliche Belege und Infos über die Unterlassungserklärung, die ich abgeben sollte, finden sich bei der GWUP (2. Link).

Wer den gesetzten Artikel einschließlich der Bilder lesen möchte, findet hier das PDF des damaligen Sonderdrucks.

Sonnenhut in Buchenwald

Alternativmedizinische Forschungsprojekte und Menschenversuche im „Dritten Reich“

Der Schulmedizin-Gegner Himmler förderte im „Dritten Reich“ die Alternativmedizin nach Kräften. In diesem Beitrag werden drei solcher Forschungsprojekte beschrieben: die Behandlung von schweren Infektionen mit homöopathischen Mineralsalzen im Konzentrationslager Dachau, die Behandlung von Phosphor-Brandwunden mit Echinacea-Präparaten der Firma Madaus im Konzentrationslager Buchenwald sowie das Massensterilisationsvorhaben mit Caladium seguinum, ebenfalls in Zusammenhang mit der Firma Madaus. Anschließend wird die mühsame rechtliche Aufarbeitung des Sterilisationsprojektes im Nürnberger Ärzteprozess dargestellt, die unter der Uneinigkeit der Gutachter, der mangelnden Differenzierung zwischen Phytomedizin und Homöopathie sowie den Kommunikationsproblemen zwischen Wissenschaftlern und Juristen litt.

Während die chemisch-pharmazeutische Industrie ihre Rolle im Nationalsozialismus mittlerweile – nach massiven Anstößen von außen – ansatzweise aufgearbeitet hat, ist es um die Geschichte alternativmedizinischer Firmen und Organisationen zwischen 1933 und 1945 immer noch recht still. [1] So liest sich dieser Abschnitt der Firmengeschichte der phytopharmazeutischen Madaus AG auf deren Homepage wie folgt: „1934: Dr. med. G. Madaus erschließt neue technische Wege zur Aufbereitung frischer Arzneipflanzen. 1935: Gründung des Biologischen Institutes zur Erforschung von Arzneipflanzenwirkstoffen. 1938: Das pflanzliche Immunstimulans ECHINACIN wird eingeführt, das auf Echinacea purpurea aufbaut. Das dreibändige ‘Lehrbuch der biologischen Heilmittel’ von Dr. Gerhard Madaus erscheint. Großer Neubau für Produktion und Verwaltung in Radebeul. 1939: Zur Segmenttherapie bei Arthrosen … wird PLENOSOL eingeführt. 1942: Zur Behandlung der Schilddrüsen-Überfunktion wird LYCOCYN eingeführt. 1944/45: Weitgehende Vernichtung der Zweigniederlassungen … durch Kriegseinwirkungen“ [2]

Dass das Unternehmen in dieser Zeit in zwei nationalsozialistische Forschungsprojekte verstrickt war, erfährt man weder hier noch in den historischen Rückblicken in Jubiläumsfestschriften noch in einer Dissertation über den Firmengründer Dr. Gerhard Madaus, die von einem Firmenmitarbeiter verfasst wurde. [3] Der Begriff „Verstrickung“ soll hier wohlgemerkt keine Schuldhaftigkeit unterstellen; jedoch hat die Firma m.E. die Schuldigkeit, diese Vorgänge aufzuarbeiten und der Öffentlichkeit bekannt zu machen. Weiterlesen →

Buchbesprechung: Schneider/Jacobi/Thyen: Hormone – ihr Einfluss auf mein Leben

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Harald J. Schneider, Nicola Jacobi, Joscha Thyen: Hormone – ihr Einfluss auf mein Leben. Wie kleine Moleküle Liebe, Gewicht, Stimmung und vieles mehr steuern

Springer 2020, ISBN 978-3-662-58978-6

Vorab: Diese Besprechung hätte längst fertig sein sollen, aber ich habe sehr mit dem digitalen Rezensionsexemplar gekämpft. In dem PDF konnte ich wegen des großen Wasserzeichens, das diagonal über jede Seite ging, nur mühsam, vielerorts auch gar keine Markierungen vornehmen. Das Wasserzeichen wurde ständig miterfasst und eingefärbt. Dafür können die Autor:innen natürlich nichts, aber ich habe mir geschworen, nie wieder ein Buch auf Basis eines solchen Rezensions-PDFs zu besprechen!

Da man mit dem Verlag Springer Nature eher Fachliteratur assoziiert, sei betont: „Hormone“ ist kein Fach-, sondern ein Sachbuch. Es ist auch für Nichtmediziner:innen gut lesbar – wohl auch deshalb, weil der Endokrinologe Harald J. Schneider es gemeinsam mit der Journalistin Nicola Jacobi verfasst hat. Hineinknien muss man sich in das Thema dennoch, denn unser Hormonsystem ist unglaublich komplex und steht zudem in ständiger Wechselwirkung mit weiteren komplexen Bereichen wie dem Immunsystem. Ohne Fachvokabular lassen sich solche Strukturen und Vorgänge nicht beschreiben, aber die Begrifflichkeit wird hier schrittweise eingeführt und gut erklärt.

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Literatur-Links bis Oktober 2020

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Um endlich einige Browser-Tabs schließen und Lesezeichen löschen zu können, notiere ich hier Hinweise auf neuere Arbeiten zum Immunsystem, zu seiner Evolution, zu Autoimmunstörungen und (unvermeidlich!) zu COVID-19. Das meiste habe ich selbst noch nicht komplett gelesen; daher verzichte ich vorerst auf allgemeinverständliche Zusammenfassungen und überwiegend auch auf Bewertungen. Die Links gehen teils zu Sekundärliteratur, teils zu den Forschungsarbeiten selbst.

Mikrobiom, Humanpathogene:

Ruth Williams (2020): Fecal Transfer from Moms to Babies After C-Section: Trial Results – „Tiny doses of maternal poo mixed with breast milk and given to Cesarean-born infants makes their gut microbiota resemble those of babies born vaginally.“ – Zu K. Korpela et al., “Maternal fecal microbiota transplantation in cesarean-born infants rapidly restores normal gut microbial development: a proof-of-concept study” – Man fragt sich, warum das nicht schon vor Jahren geklärt wurde. Um Kommissar Wallander zu zitieren: „Dann wissen wir das.“

L. H. Morais et al. (2020): The gut microbiota–brain axis in behaviour and brain disorders – Review aus der Mazmanian-Gruppe

C. L. Vernier et al. (2020): The gut microbiome defines social group membership in honey bee colonies

S. Duchêne et al. (2020): The Recovery, Interpretation and Use of Ancient Pathogen Genomes

Ann Gibbons (2020): Newly discovered viruses suggest ‘German measles’ jumped from animals to humans

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