Toxoplasma gondii ist ein weit verbreiteter Parasit, der sich im Gehirn festsetzen und sogar zentrale Zellen des Immunsystems befallen kann. Trotzdem bleibt die Infektion bei den meisten Menschen unbemerkt. Forschende aus den Vereinigten Staaten haben nun untersucht, warum das Immunsystem den Erreger in Schach halten kann. Eine Schlüsselrolle spielt dabei ein Enzym, das infizierte Zellen gezielt in den programmierten Zelltod schickt.
Toxoplasma gondii (T. gondii) ist ein Parasit, der warmblütige Tiere infiziert. Menschen kommen häufig über Katzenkontakt, kontaminierte Lebensmittel oder nicht ausreichend erhitztes Fleisch mit dem Erreger in Kontakt. Nach der Infektion kann sich der Parasit im Körper ausbreiten und sich schließlich im Gehirn ansiedeln, wo er lebenslang verbleiben kann.
Schätzungen zufolge trägt rund ein Drittel der Weltbevölkerung T. gondii. in sich. Die meisten entwickeln jedoch keine Symptome. Kommt es zu einer Erkrankung, der sogenannten Toxoplasmose, verläuft sie insbesondere bei immungeschwächten Personen schwer. Eine Erstinfektion in der Schwangerschaft kann auf das ungeborene Kind übertragen werden und Schäden verursachen. Dazu zählen geistige Beeinträchtigungen, Erblindung und Epilepsie.
Wie reagiert das Immunsystem?
Ein Forschungsteam der University of Virginia Health untersuchte, wie das Immunsystem reagiert, wenn der Parasit ausgerechnet CD8-positiven T-Zellen befällt. Diese spezialisierten Immunzellen spielen eine zentrale Rolle bei der Bekämpfung infizierter Zellen.
Die Forschenden stellten fest, dass T. gondii auch diese Abwehrzellen infizieren kann. Infizierte CD8-positive T-Zellen aktivieren jedoch einen besonderen Mechanismus: Mithilfe des Enzyms Caspase-8 lösen sie einen programmierten Zelltod aus. Da der Parasit auf das Überleben innerhalb der Wirtszelle angewiesen ist, bedeutet der Tod der T-Zelle zugleich das Ende für den Erreger.
Rolle von Caspase-8
Caspase-8 ist ein Enzym, das Immunreaktionen reguliert und den programmierten Zelltod einleiten kann. In Laborexperimenten zeigte sich, dass Mäuse ohne Caspase-8 in ihren T-Zellen deutlich höhere Mengen an T. gondii im Gehirn aufwiesen als Vergleichstiere mit funktionsfähigem Enzym.
Obwohl beide Gruppen eine starke Immunantwort entwickelten, waren die Unterschiede im Verlauf gravierend: Tiere mit Caspase-8 blieben gesund, während Mäuse ohne dieses Enzym schwer erkrankten und verstarben. In ihrem Gehirngewebe fanden sich deutlich häufiger infizierte CD8-positive T-Zellen. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass Caspase-8 eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle des Parasiten innerhalb der T-Zellen spielt und damit zum Schutz des Gehirns beiträgt.
Bedeutung
Infektionen von T-Zellen durch Krankheitserreger sind bislang nur selten beschrieben worden. Die Forschenden vermuten, dass Caspase-8 hierbei eine Schutzfunktion erfüllt, indem infizierte T-Zellen rasch eliminiert werden. Erreger, die dauerhaft in diesen Zellen überleben können, müssten demnach Mechanismen entwickelt haben, um die Funktion von Caspase-8 zu umgehen.
Die neuen Erkenntnisse tragen dazu bei, besser zu verstehen, warum die Mehrzahl der Infizierten trotz lebenslanger Persistenz des Parasiten nicht erkrankt. Besonders relevant ist dies für Menschen mit geschwächtem Immunsystem, die ein erhöhtes Risiko für schwere Verläufe tragen.
Die Studie wurde unter dem Titel „Caspase-8 expression in CD8 T cells promotes pathogen restriction in the brain during Toxoplasma gondii infection“ im Journal Science Advances veröffentlicht.