Wie das Immunsystem nach Geburt lernt, mit dem mikrobiell besiedelten Darm umzugehen

 

Active suppression of intestinal CD4(+)TCRαβ(+) T-lymphocyte maturation during the postnatal period

Active suppression of intestinal CD4(+)TCRαβ(+) T-lymphocyte maturation during the postnatal period. Torow N, Yu K, Hassani K, Freitag J, Schulz O, Basic M, Brennecke A, Sparwasser T, Wagner N, Bleich A, Lochner M, Weiss S, Förster R, Pabst O, Hornef MW. Nat Commun. 2015 Jul 21;6:7725.

Wie das Immunsystem nach Geburt lernt, mit dem mikrobiell besiedelten Darm umzugehen

Während der Geburt kommt der zuvor sterile Darm zum ersten Mal mit Mikroorganismen in Berührung. Im adulten Organismus ist der Darm dicht besiedelt von kommensalen Bakterien, die bei der Nährstoffaufnahme helfen und gleichzeitig von Krankheitserregern schützen. Das mukosale Immunsystem im Darm beherbergt mehr Immunzellen als der gesamte restliche Organismus. Dies verdeutlicht die Komplexität der Aufgabe, die das Immunsystem im Darm zu bewerkstelligen hat – nämlich die friedliche Koexistenz mit den ‚guten’ Darmbakterien unserer Mikrobiota und gleichzeitige Bereitschaft, krankmachende Mikroorganismen abzuwehren. Tatsächlich sind die im Darm vorliegenden T Zellen beim Erwachsenen in einem ständigen Bereitschaftszustand. Ganz anders beim Neugeborenen: Der neugeborene, noch unreife Darm ist noch wenig durch Bakterien kolonisiert und auch viele Immunzellen besiedeln das Darmgewebe erst nach Geburt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass im Gegensatz zur Situation beim Erwachsenen T-Zell Reaktionen aktiv unterdrückt werden. Dies wird zum einen durch von der Mutter mit der Muttermilch weitergegebene Antikörper, zum anderen durch spezielle hemmende Lymphozyten sogenannte regulatorische T Lymphozyten ermöglicht. Diese Hemmung des Darmimmunsystems beim Neugeborenen könnte wichtig sein um eine Überaktivierung des Immunsystems beim ersten Kontakt mit Mikrorganismen zu vermeiden. Die Zeit nach Geburt scheint für die Ausbildung eines stabilen Gleichgewichts zwischen Immunsystem und Umwelteinflüssen eine kritische Rolle zu spielen. Studien zeigen, dass die Interaktion des Immunsystems mit der Umwelt insbesondere beim Neugeborenen und Kleinkind einen Einfluß auf die Entstehung von z.B. Allergien im späteren Leben hat.

Postnatal adaptation of the immune system to the microbially inhabited intestinal surface

During birth, the sterile intestine for the first time encounters viable microorganisms. This is in contrast to the situation in the adult intestine in which a stable and diverse microbiota helps to metabolize nutrients and protects from challenge with enteropathogenic microorganisms. The magnitude and diversity of cells of the mucosal immune system in the adult host illustrates the need to facilitate peaceful coexistence of the enteric microbiota and the host on the one hand, but to allow a rapid and efficient host response upon challenge with pathogenic microorganisms. Indeed, the majority of T lymphocytes in the adult intestine even under homeostatic conditions exhibit signs of an “alert” state. This is in contrast to the neonate, where we found active suppression of T lymphocyte maturation under homeostatic conditions. Both maternal IgA antibodies as well as neonatal T regulatory cells contribute to this suppression, which could prevent inappropriate lymphocyte stimulation during the first encounter with colonizing commensal bacteria. Of note, increasing evidence suggests that the postnatal period represents a “window of opportunity”, a particularly critical period for the priming of the mucosal immune system. Studies in humans have demonstrated that the interaction of the immune system with environmental stimuli during early infancy influences the risk to develop atopic diseases such as allergies in later life.