Allergische Erkrankungen können durch Inaktivierung eines neuen Schlüsselenzyms
verhindert werden, wie Forschungsarbeiten am Departement für Medizin
der Universität Freiburg zeigen. Damit steigen die Chancen zur Linderung
von Heuschnupfen-Symptomen und anderen Allergien.
Von Markus Züger
Das Erwachen der Natur im Frühling zieht alljährlich Tausende von Spaziergängern
ins Grüne, um genussvoll durch Wald und Wiesen zu streifen. Vorausgesetzt,
man leidet nicht an Pollenallergie und Heuschnupfen. Denn dann kann
der berauschende Spaziergang für Allergiker schnell zur Tortur werden:
Die Nase trieft, die Augen tränen, und Frühlingsgefühle arten in übler
Laune aus.
Manche Allergien und chronische Entzündungen lassen sich medikamentös
im Zaum halten, aber oft müssen zum Teil gravierende Nebenwirkungen
in Kauf genommen werden. Deshalb hat sich ein Forscherteam der Biochemie
an der Universität Freiburg zum Ziel gesetzt, die Wirkungsweise von
entzündlichen Erkrankungen zu untersuchen und diese an der Wurzel zu
packen. Zahlreiche Apparaturen säumen den Weg zum Büro des Biochemikers
Matthias Wymann. Sie bilden die Kernstücke des Labors, in dem es Wymanns
Team auf dem Gebiet der "Phosphoinositide 3-Kinasen" – Schlüsselenzyme
in der Erforschung von Krebs, metabolischen Krankheiten und Allergien
– indes zu Weltruf gebracht hat.
Allergie-resistente Labormaus
Allergene, wie Blütenpollen und Bienengift, können über längere Zeit
eine Erhöhung der Immunoglobulin EKonzentration (IgE) verursachen (siehe
Abbildung). Diese IgE Moleküle binden dann an Immunzellen im Gewebe,
den sogenannten Mastzellen, lösen aber alleine keine allergische Reaktion
aus. Kommt ein Patient jedoch später wieder mit Allergen in Kontakt,
werden seine Mastzellen aktiviert. Bei gesunden Menschen hält sich diese
Reaktion in Grenzen. Beim Allergiker hingegen kann sie in eine fatale
Kettenreaktion münden: Eine massive Überreaktion des körpereigenen Immunsystems,
wie zum Beispiel bei einer Bienenstich- Allergie, führt zu einem Blutdruckabfall
und zum Übertritt von Blutproteinen ins Gewebe. Im schlimmsten Fall
kommt es dann zu einem anaphylaktischen Schock, der innerhalb von wenigen
Minuten zum Tode führen kann. Wymann erläutert, dass die Abwehr von
Parasiten dem Allergiker zum Verhängnis wird: “Das menschliche Immunsystem
hält sich im Normalfall selbst im Gleichgewicht. Es aktiviert sich zur
Abwehr von pathogenen Organismen und stellt sich nach vollbrachter Arbeit
wieder ab – bei Allergikern jedoch überbordet es.“
In Zusammenarbeit mit einer Turiner Forschergruppe haben Freiburgs
BiochemikerInnen nun nachgewiesen, dass die Ausschaltung eines Enzyms
aus der Familie der Phosphoinositide 3- Kinasen allergische Krankheitssymptome
unterdrückt. Den Beweis hat eine Maus geliefert, der das Gen für die
Phosphoinositide 3-Kinase gamma fehlt (erschienen in “Science” 2000).
Erstaunlicherweise zeigten Mastzellen aus solchen Mäusen eine verminderte
Aktivierung durch IgE und experimentelle Allergene, welche in normalen
Zellen zu der explosionsartigen Freisetzung von Histamin führen. Weitere
Abklärungen ergaben dann, dass Mastzellen den Stoff Adenosin abgeben
und sich so selbst stimulieren. Diese Stimulierung läuft über einen
Adenosinrezeptor zur Phosphoinositide 3-Kinase gamma. Fehlt diese, so
bleibt die letzte Phase der Mastzellstimulation aus, und es werden nur
kleine Mengen Histamin freigesetzt. Da Histamin für die Gefässerweiterung
und Zunahme der Gefässpermeabilität verantwortlich ist, blieben denn
Mäuse ohne Phosphoinositide 3-Kinase gamma geschützt gegen allergische
Reaktionen (publiziert in “Immunity” 2002).
Allergisch und doch gesund
Inwiefern nun diese Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, muss
weiter erforscht werden: “Wir stehen am Anfang eines neuen Verständnisses
von chronischen Entzündungen und von Allergien. Wir wissen jetzt, welche
Prozesse wir studieren müssen, doch die primären Funktionen unseres
Schlüsselenzyms liegen nach wie vor im Dunkeln.“ Das Ziel ist gemäss
Wymann eine Behandlungsmethode, die den leidenden Allergiker in einen
symptomfreien Zustand zurückführt: “Der Patient ist immer noch allergisch,
aber er fühlt sich gesund. Das heisst, seine Immunoglobulin E-Werte
sind zwar immer noch hoch, jedoch hat das keine gesundheitliche Beeinträchtigung
mehr.
Das Bedürfnis nach neuen Behandlungsmöglichkeiten ist gross. Allergien,
aber auch chronische Entzündungen und Raucherkrankheiten – dabei handelt
es sich um chronische, zerstörerische Entzündungen der Lunge – treten
mit steigender Tendenz auf. Freiburgs Biochemiker könnten also dazu
beitragen, dass ein Loch in der Gesundheitsversorgung des Menschen gestopft
wird. Wohl auch, weil die Laborversuche weitere positive “Nebeneffekte“
der Inaktivierung der Phosphoinositide 3-Kinase gamma ans Licht brachten.
Neben der Behandlung von Allergien und chronischen Entzündungen zeigten
Versuche auch Möglichkeiten zur Verhütung von Thrombosen auf. Auf der
anderen Seite vermutet Wymann, dass diese Modulation des Immunsystems
möglicherweise eine Erhöhung der Infektionsgefahr mit sich führt: “In
dieser Hinsicht sind die Labormäuse – welche auch trotz der deaktivierten
Phosphoinositide 3-Kinase gamma durchwegs kerngesund bleiben – wohl
widerstandsfähiger als der Mensch.“
www.unifr.ch/biochem
La lutte contre les allergies est engagée
Certaines allergies (rhume des foins, venin d’abeille)
et inflammations chroniques peuvent être maîtrisées par des médicaments,
mais souvent les effets secondaires ne sont pas négligeables. Une équipe
de biochimistes de l’Université de Fribourg étudie le fonctionnement
de ces maladies pour tenter de les attaquer à la racine. Elle a démontré
que la mise hors circuit d’une nouvelle enzyme clé refoule les symptômes
de la maladie. Le patient reste allergique, mais il se sent en bonne
santé, même si les valeurs d’immunoglobuline demeurent élevées. Par
ces recherches, l’Université de Fribourg pourrait contribuer à combler
une lacune dans le domaine de la santé.
Université
de Fribourg Miséricorde CH-1700 Fribourg