„Bürstenzellen“ bekämpfen gefährliche Keime in den Atemwegen
Forschende der Universität Gießen zeigen in einer Studie, dass sogenannte „Bürstenzellen“ – seltene Zellen in der Schleimhaut von Atemwegen – eine wichtige Aufgabe bei der Abwehr bakterieller Lungenentzündungen übernehmen. Die Arbeit entstand unter anderem unter Mitwirkung des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).
Bürstenzellen sind seltene Zellen in der Atemwegsschleimhaut, die über einen Art Geschmackssinn verfügen. Noch vor zehn Jahren war ihre Funktion weitgehenden unbekannt. Forschende vom Institut für Anatomie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) bringen jetzt mit ihrer Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Immunity“ etwas mehr Licht ins Dunkel.
In Untersuchungen am Tiermodell konnten sie zeigen, dass sich die Zellen darauf spezialisiert haben, potenziell gefährliche Substanzen wahrzunehmen. So sind sie in der Lage kleine Bruchstücke von bakteriellen Eiweißen, in der Atemluft zu erkennen. Das können zum Beispiel Teile von Pneumokokken sein, die eine Lungenentzündung auslösen können. Als Reaktion auf die bakteriellen Stoffe setzen die Bürstenzellen den Botenstoff Azetylcholin frei. Ein Neurotransmitter, der vorwiegend aus dem Nervensystem bekannt ist und für die Signal- beziehungsweise Erregungsübertragung verantwortlich ist.
Neurotransmitter aktiviert mukoziliäre Clearance
Wie die Forschungsergebnisse zeigen, wirkt das Azetylcholin aus den Bürstenzellen auf benachbarte Zellen in den Atemwegen, die mit beweglichen Flimmerhärchen besetzt sind. Durch den Botenstoff fangen diese Flimmerhärchen vermehrt an zu schlagen. So sorgen sie dafür, dass die Bakterien aus den Atemwegen abtransportiert werden – etwa durch Abhusten oder Verschlucken.
Diesen Prozess nennt man auch „mukoziliäre Clearance“. Es ist einer der wichtigsten angeborenen Abwehrmechanismen der Atemwege gegen Krankheitserreger. Bisher ist nur wenig darüber bekannt, wie die Keime in den Atemwegen erkannt werden, und welche weiteren Signalmechanismen dann für ihren Abtransport sorgen.
In weiteren Versuchen konnte das Forschungsteam auch zeigen, dass Mäuse, bei denen die Bürstenzellen durch eine genetische Veränderung inaktiv sind, eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen der unteren Atemwege aufwiesen. Dies unterstreicht die wichtige Rolle der Bürstenzellen in der Erregerabwehr.
Quellen:
Perniss A et al.: Chemosensory cell-derived acetylcholine drives tracheal mucociliary clearance in response to virulence-associated formyl peptides. In: Immunity, April 2020, Vol. 52, Issue 4
Justus-Liebig-Universität Gießen: „Bürstenzellen“ in den Atemwegen bekämpfen gefährliche Keime. Pressemeldung vom 15.4.2020
