Bakterielle Pneumonien durch Pneumokokken zählen weltweit zu den häufigsten Ursachen schwerer Atemwegsinfektionen. Zwar war aus früheren Arbeiten bekannt, dass Mitglieder der S100-Proteinfamilie, insbesondere S100A9, wichtige Funktionen in der angeborenen Immunabwehr übernehmen. Die spezifische Rolle von S100A8 im Lungengewebe blieb jedoch bislang unklar. Genau hier setzt die aktuelle Arbeit an. „Ziel unserer Untersuchung war es, die funktionelle Bedeutung von S100A8 im Kontext bakterieller Lungeninfektionen zu klären und die Mechanismen einer gestörten lokalen Immunität besser zu verstehen“, erläutert die BREATH-Wissenschaftlerin Dr. Lena Ostermann. Hierfür kombinierten die Forschenden experimentelle Pneumokokkeninfektionen in S100A8-defizienten Mausmodellen mit der Analyse bronchoalveolärer Proben von Patientinnen und Patienten mit Pneumonie.

Die experimentellen Daten zeigen ein klares Muster: In Abwesenheit von S100A8 ist die bakterielle Clearance im Lungengewebe deutlich vermindert. Gleichzeitig kommt es zu einer ausgeprägten neutrophilen Infiltration, die mit interstitiellen und alveolären Ödemen sowie verstärkter struktureller Gewebeschädigung einhergeht. Mechanistisch identifizierten die Autorinnen und Autoren eine Neutrophilen Elastase-abhängige Degradation der Surfaktant-assoziierten Proteine SP-A und SP-D. Diese normalerweise protektiven Faktoren werden dadurch inaktiviert, was die Persistenz der Erreger zusätzlich begünstigt und die alveoläre Barrierefunktion schwächt.

Parallel dazu fanden sich auch in klinischen Proben veränderte S100A8/A9-Spiegel, die mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelierten. Die Ergebnisse erweitern das bisherige Verständnis der alveolären Immunregulation und positionieren S100A8 als zentralen Modulator zwischen effektiver Pathogenabwehr und entzündlicher Lungenschädigung. Bemerkenswert ist zudem, dass die Gabe rekombinanter S100A8/A9-Proteine im Mausmodell die klinischen Verläufe deutlich verbesserte – ein Hinweis auf potenzielle therapeutische Ansatzpunkte.

„Unsere Daten zeigen, dass S100A8 nicht nur als Biomarker zur besseren Charakterisierung bakterieller Pneumonien dienen könnte, sondern perspektivisch auch ein therapeutisches Ziel darstellt, um die pulmonale Immunantwort gezielt zu modulieren“, betont Prof. Ulrich Maus, Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Pneumologie und BREATH PI. „Langfristig sehen wir hier großes Potenzial, diagnostische Strategien weiter zu verfeinern, zum Beispiel zur besseren Abgrenzung bakterieller und viraler Pneumonien, und individualisierte Behandlungsansätze zu entwickeln. Diese könnten dazu beitragen, die Patientenversorgung bei schwerer Pneumonie und auch beim ARDS nachhaltig zu verbessern“, ergänzt PD Dr. Benjamin Seeliger, Oberarzt für Intensivmedizin und Pneumologie der MHH.

Originalpublikation:

Ostermann L, Seeliger B, Peukert K, Steinmetz LK, Flasche C, Maus R, Stolper J, Vogl T, Pich A, Bode C, Neumann K, Brand K, Tessier PA, Roth J, Maus UA. Lack of S100A8 impairs lung protective immunity against Streptococcus pneumoniae. J Infect Dis. 2025 Dec 26:jiaf647. doi: 10.1093/infdis/jiaf647. Epub ahead of print. PMID: 41456938.

Text: BREATH/ AB

Fotos: MHH/Tom Figiel, privat