B-Zellen vermitteln im Mausmodell über die Mutter Immuntoleranz

Asthma ist die häufigste chronische Erkrankung im Kindes- und Jugendalter. Um präventive Strategien entwickeln zu können, ist es erforderlich die Mechanismen, die der Entwicklung von Toleranzen gegenüber Allergenen zugrunde liegen, zu verstehen. Dr. Christine Happle konnte den Einfluss, den B-Zellen bereits im Mutterleib auf die Entwicklung der Immuntoleranz ausüben, zeigen. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlicht.

In Deutschland leiden bis zu 10% der Kinder und Jugendlichen an Asthma. Obwohl die Symptome gut behandelbar sind, gibt es für diese chronisch entzündliche Erkrankung keine Heilung. Allergisches Asthma beginnt meist mit einer Überempfindlichkeit der Atemwege auf ein bestimmtes Allergen. Im Verlauf der Erkrankung kommt es dann häufig zu einer Erweiterung des Auslöserspektrums. Bei gesunden Menschen kommen Mechanismen zum Tragen, die die Entwicklung von Toleranzen gegenüber Allergenen begünstigen. Um präventive Strategien zu entwickeln, ist es erforderlich diese Mechanismen zu verstehen.


B-Zellen spielen sowohl bei der Entwicklung allergischer Reaktionen,  als auch  bei der Ausbildung von Toleranzen gegenüber Allergenen eine entscheidende Rolle. Nach wiederholtem Kontakt mit einem für den Körper unbekannten Allergen kann es durch eine fehlgeleitete Immunantwort dazu kommen, dass die B-Zellen Antikörper der Klasse IgE bilden. Dieser und andere Mechanismen tragen dazu bei, dass es bei erneutem Allergenkontakt zu einer Überreaktion mit Ausschüttung von Histamin und anderen Entzündungsstoffen kommt. B-Zellen können über andere Mechanismen aber auch zur Ausbildung von Toleranz führen. Andere zentrale Zellen in der Vermittlung immunologischer Toleranz sind regulatorische T-Zellen (sogenannter T-regs). Diese T-regs verfügen über immunmodulatorische Fähigkeiten, indem sie durch Unterdrückung der Immunantwort auf spezifische Allergene eine allergische Reaktion verhindern. In diesem Fall wird das Allergen toleriert.


Es gibt Hinweise, dass die Entwicklung der spezifischen Allergentoleranz während der Stillzeit, aber auch bereits in utero, also während der Schwangerschaft, erfolgt. Dieser Kontakt des ungeborenen Kindes mit der Mutter, genannt maternofetal, führt dabei zur Bildung allergenspezifischer T-regs. Dr. Christine Happle, Leiterin des Forschungslabors für Allergie und Toleranz an der von Prof. Gesine Hansen geleiteten Klinik für Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und Neonatologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und Wissenschafterin bei BREATH dem hannoverschen Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung, interessiert sich für diese ersten Schritte der pränatalen Allergentoleranzentwicklung. Im Mausmodell untersuchte Dr. Happle den Einfluss der B-Zellen auf die Entwicklung der maternofetalen immunologischen Toleranz. Die Ergebnisse konnte die Wissenschaftlerin kürzlich im renommierten Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlichen.


In ihren Arbeiten verglich Dr. Happle Wildtyp-Mäuse mit Versuchstieren, die selbst keine B-Zellen bilden können in einem Protokoll für mütterlich gebahnte Toleranz gegenüber einem allergenspezifischen Asthma-Phänotyp. Bereits vor der Verpaarung wurden die Muttertiere mit dem Allergen Ovalbumin (OVA) behandelt. Im Vergleich zu den Nachkommen OVA-exponierter Wildtyp-Muttertiere zeigten die Nachkommen von B-Zell-Knockout-Tieren keinen Schutz vor murinem Asthma, sondern hatten im Gegenteil eine verstärkte Immunantwort auf OVA. Dieser Effekt konnte durch den Transfer von B-Zellen in die Muttertiere deutlich reduziert werden. Dies verdeutlicht die wichtige Rolle, die B-Zellen in der Entwicklung von immunologischer Toleranz spielen. Darüber hinaus konnte in vitro gezeigt werden, dass das Fruchtwasser von zuvor mit OVA-behandelten Wildtyp-Mäusen sowohl das Allergen als auch allergen-spezifische Immunglobuline enthielt und zur Bildung von T-regs führte. Die lässt vermuten, dass eine Immuntoleranz vom Muttertier bereits vor der Stillzeit übertragen wird. Diese Erkenntnisse verdeutlichen die wichtige Rolle, die B-Zellen in der Entwicklung von allergischen Symptomen und Asthma spielen und verdeutlichen den wichtigen Einfluss, den das maternofetale Immunsystem bereits im Mutterleib auf die Entwicklung der Immuntoleranz ausübt. Dr. Happle erklärt: „Unsere Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass das Zeitfenster vor der Geburt ideal zu sein scheint, eine antigenspezifische Immuntoleranz zu induzieren.“ Die Wissenschaftler des BREATH liefern damit Ansätze für eine effektive Präventionsstrategie für die Ausbildung von allergischem Asthma.

Quelle: B cells control maternofetal priming of allergy and tolerance in a murine model of allergic airway inflammation. Happle C, Jirmo AC, Meyer-Bahlburg A, Habener A, Hoymann HG, Hennig C, Skuljec J, Hansen G. J Allergy Clin Immunol. 2018 Feb;141(2):685-696.e6. doi: 10.1016/j.jaci.2017.03.051.


Text: BREATH / CD
Foto: MHH / Tom Figiel

Dr. Christine Happle, Leiterin des Forschungslabors für Allergie und Toleranz an der Klinik für Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und Neonatologie der Medizinischen Hochschule Hannover und Wissenschaftlerin bei BREATH