zum Inhalt springen
Powered by

Ausgeklügeltes Überwachungssystem hält Hefepilz in Schach

Das Spektrum der durch Pilze verursachten Erkrankungen (Mykosen) reicht beim Menschen vom banalen Nagelpilz bis hin zu lebensbedrohlichen systemischen Infektionen. Letztere werden vor allem durch Candida albicans ausgelöst. Wie dieser Hefepilz, der eigentlich zur normalen mikrobiellen Flora des Menschen gehört, zum Krankheitserreger werden kann und welche Rolle das Immunsystem des Patienten dabei spielt, erforscht jetzt der Tübinger Dermatologe Professor Dr. med. Martin Schaller.

Professor Dr. med. Martin Schaller ist Leitender Oberarzt an der Universitäts-Hautklinik Tübingen. © privat

Während sich Schaller als Leitender Oberarzt an der Tübinger Universitäts-Hautklinik im klinischen Alltag zwangsläufig mit dem gesamten Spektrum der Mykosen beschäftigen muss, konzentriert er sich in seiner wissenschaftlichen Arbeit seit einigen Jahren ganz auf den Hefepilz Candida albicans. Dieser nimmt in der Dermatologie eine Sonderstellung ein, weil er auf der menschlichen Haut und hautnahen Schleimhäuten jahrzehntelang persistieren kann, ohne dass es je zu einer wahrnehmbaren Erkrankung kommt. „Der alleinige Nachweis von Candida in der Mundhöhle, auf der Genitalschleimhaut oder im Stuhl eines Menschen ist noch kein Behandlungsgrund", so Schaller. Eventuell bringt der Pilz seinem Wirt ja sogar einen bislang unbekannten Nutzen.

Erst wenn die Patienten typische Symptome wie zum Beispiel weißliche, abstreifbare Beläge auf der Mundschleimhaut - den sogenannten Soor - entwickeln, bekommt der Nachweis des Hefepilzes medizinische Relevanz. Richtig gefährlich wird Candida albicans vor allem für jene Menschen, deren Immunsystem aufgrund einer Chemotherapie, einer Organtransplantation oder auch einer HIV-Infektion extrem geschwächt ist. In dieser Situation gelingt es den Mikroorganismen relativ leicht, in die tieferen Gewebeschichten vorzudringen, wo sie Zugang zum Blutgefäßsystem erhalten und sich im ganzen Körper verbreiten können - oft mit fatalen Folgen.

Modellsystem mit Blick fürs Detail

Schaller und seine Arbeitsgruppe interessieren sich nun für all jene Faktoren, die beim Übergang von einer harmlosen Candida-Besiedlung hin zu einer lokalen oder systemischen Infektion von Bedeutung sind. „Unser primäres Ziel ist es dabei, mithilfe geeigneter Modellsysteme die Interaktion des Pilzes mit der Immunabwehr des Wirtes genauer zu charakterisieren“, so der Mediziner. Schaller greift dazu auf ein dreidimensionales Kultursystem zurück, das aus Epithelzellen, die von der Mundschleimhaut abstammen, aufgebaut ist.

Dass Schaller diesem In-vitro Modell gegenüber Tierversuchen den Vorzug gibt, hat nicht nur ethische, sondern auch handfeste wissenschaftliche Gründe. „Im Gegensatz zum Menschen ist Candida albicans bei Mäusen nicht Bestandteil der natürlichen mikrobiellen Flora“, so der Wissenschaftler. Eine Kolonialisierung und Infektion mit dem Keim lässt sich bei den Tieren deshalb nur schwer realisieren. „Man muss die Mäuse richtig quälen, damit sie eine sogenannte Kandidose entwickeln“, weiß Schaller. Die kommerziell erhältlichen In-vitro-Systeme bieten zudem den Vorteil, dass die Wechselwirkung der Pilze mit den Epithelzellen einerseits und den Zellen der Immunabwehr andererseits sehr viel gezielter untersucht werden kann.

Dreidimensionale Kultursysteme eignen sich hervorragend für Infektionsstudien mit Candida albicans. Auf der fluoreszenzmikroskopischen Aufnahme zu sehen sind: TLR4 (rot), Candida albicans (grün) und die Zellkerne des Epithels (blau). (a) und (b) zeigen den Basiswert der TLR4-Expression im Epithelgewebe - mit und ohne Zugabe von polymorphkernigen weißen Blutkörperchen (Pfeil). (c) zeigt, dass C. albicans die epitheliale TLR4-Expression herunterreguliert und erst die Anwesenheit von polymorphkernigen weißen Blutkörperchen (d) zu einer starken Hochregulation der TLR4-Expression führt, assoziiert mit einem protektiven Effekt. © Schaller

Diffizile Immunantwort

„Es ist inzwischen bekannt, dass die Epithelzellen der Haut und Schleimhäute fortlaufend antimikrobiell wirksame Peptide sezernieren“, so Schaller, „diese können die Hefen direkt abtöten und verhindern somit, dass Candida den Körper eines Menschen komplett überwuchert.“ Wird der Pilz als Reaktion auf bestimmte Umweltfaktoren - beispielsweise die Gabe von Antibiotika - virulenter und damit aggressiver, werden diese schützenden Peptide sofort gezielt hochreguliert.

Die Epithelzellen in Schallers Modell setzen zu diesem Zweck - sobald sie durch Candida geschädigt wurden - verschiedene immunregulatorische Zytokine frei, die eine bestimmte Fraktion der weißen Blutkörperchen, die sogenannten neutrophilen Granulozyten, an den Infektionsort locken. Diese sorgen im Gegenzug dafür, dass in den Epithelzellen bestimmte Faktoren wie die Toll-like-Rezeptoren (TLR) verstärkt gebildet werden. Die TLRs sind Teil der angeborenen Immunantwort und dienen dazu, pathogene Erreger frühzeitig zu erkennen und dagegen passende Abwehrmaßnahmen einzuleiten - „beispielsweise indem sie auch in den neutrophilen Granulozyten die Produktion antimikrobieller Peptide induzieren“, berichtet Schaller.

Enge Verzahnung von Klinik und Wissenschaft

Doch die weißen Blutkörperchen werden bei einer Chemotherapie oder durch die Einnahme von das Immunsystem unterdrückenden Medikamenten in der Regel sehr stark in Mitleidenschaft gezogen. „Unsere Ergebnisse liefern jetzt einen Erklärungsansatz, warum sich gerade bei diesen Patienten so häufig eine Kandidose entwickelt“, resümiert der Dermatologe, der bedauert, dass in der mykologischen Grundlagenforschung seit einiger Zeit immer weniger Kliniker zu finden sind. „Im Schwerpunktprogramm 'Kolonisation und Infektion humanpathogener Pilze' der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich inzwischen der Einzige.“ Dabei erlebt Schaller gerade die von ihm praktizierte enge Verzahnung von Klinik, Labordiagnostik und wissenschaftlicher Arbeit als äußerst fruchtbar: „Die tägliche Auseinandersetzung mit den einzelnen Krankheitsbildern gibt oft noch mal spezifische Anregungen, die nicht klinisch ausgerichtete Ärzte mit seltenem Patientenkontakt einfach nicht haben können.“

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/ausgekluegeltes-berwachungssystem-haelt-hefepilz-in-schach