Eisen spielt eine Schlüsselrolle bei Asthma

Eisen kann während eines allergischen Asthmaanfalls zu einer Überaktivität spezieller Immunzellen führen, die eine übermäßige Entzündung und eine Verengung der Atemwege verursachen, was das Atmen erheblich erschwert.

In einer neuen Studie, an der auch Fachleute der Keck School of Medicine beteiligt waren, wurde untersucht, welche Rolle Eisen für die Funktion der sogenannten angeborenen Lymphozyten der Gruppe 2 (auch ILC2-Zellen genannt) und für die Entstehung von Asthma spielt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Science Translational Medicine“ veröffentlicht.

ILC2-Zellen brauchen Eisen zur Energiegewinnung

Die Forschenden führten verschiedene Tests mit menschlichen Zellen sowie mit Mausmodellen durch. Dabei zeigte sich, dass ILC2-Zellen Eisen für eine Reihe von zellulären Prozessen benötigen und dass Eisen eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von Immunzellen spielt.

Im Körper gelangt Eisen in die Zellen, indem es sich an ein Protein namens Transferrin bindet. In der neuen Studie wurde eine nachweisbare Form von Transferrin verwendet. Anschließend wurden die ILC2-Zellen mit Hilfe eines Allergens aktiviert.

Reduktion der ILC2-Aktivität

Dabei zeigte sich, dass Transferrin in die Zellen eindrang. Nach Ansicht der Forschenden ist dies ein Beweis dafür, dass auch Eisen aufgenommen wurde. Als das Team dann die ILC2-Zellen daran hinderte, Transferrin (und Eisen) aufzunehmen, verringerte sich die ILC2-Aktivität.

Zusätzlich testete das Team die Wirkung von Deferipron, einem sogenannten Eisenchelator, der zur Behandlung von Menschen mit Hämochromatose (Eisenüberladung) eingesetzt wird. Die Zugabe von Deferipron zu kultivierten ILC2 verringerte die Eisenverfügbarkeit und damit auch die Aktivität der ILC2.

Eisen spielt eine Schlüsselrolle

Anschließend analysierten die Fachleute das sogenannte Transkriptom der ILC2-Zellen. Dabei zeigte sich, dass Eisen eine Schlüsselrolle bei der Energieproduktion spielt.

So führte die Verabreichung eines Eisenchelators bei Mäusen zu weniger Lungenentzündungen und einer geringeren Hyperaktivität der Atemwege im Vergleich zu Tieren einer Kontrollgruppe. Denn in Abwesenheit von Eisen müssen sich die ILC2 anpassen und auf andere Weise Energie produzieren, was mit einer reduzierten Entzündung einhergeht, erläutern die Forschenden.

In Untersuchungen an 36 Personen mit unterschiedlich schwerem Asthma zeigte sich zudem, dass die Blockierung der Eisenaufnahme die Aktivierung der ILC2-Zellen reduziert.

Des Weiteren stellten die Fachleute fest, dass die Zellen einiger Spender eine höhere Expression eines Transferrin-Rezeptors aufwiesen, was dazu führte, dass die ILC2-Zellen mehr Eisen aufnahmen. Genau diese Eigenschaft korreliert den Fachleuten zufolge mit schwererem Asthma.

Neue Ansätze zur Therapie?

Dies bestätigt einen direkten Zusammenhang zwischen Eisenaufnahme und Asthma beim Menschen, berichtet das Team. Insgesamt deuten die Ergebnisse somit auf eine mögliche neue Therapie für allergisches Asthma hin, die im Gegensatz zur Behandlung mit Steroiden an der Krankheitsursache ansetzt.

„Wir können einem biologischen System nicht das Eisen entziehen, das ein wesentliches Element für den Sauerstofftransport im Körper ist. Aber die Einschränkung der Verfügbarkeit von Eisen für Immunzellen in der Lunge könnte die Verschlimmerung von Asthma während eines akuten Anfalls verringern“, so der Studienautor Professor Dr. Omid Akbari in einer Pressemitteilung.

Dieser Ansatz könne auch den Weg für die Behandlung anderer immunvermittelter und entzündlicher Lungenerkrankungen ebnen und die Studienergebnisse könnten zudem neu Ansätze zur Linderung von allergischen Erkrankungen wie Ekzemen, Dermatitis, Heuschnupfen, Rhinitis und Nahrungsmittelallergien eröffenen, bei denen ILC2-Zellen ebenfalls überaktiv werden.

„Neben Steroiden gibt es nur wenige Medikamente für Asthmapatienten. Steroide, Inhalatoren und Tabletten können die Symptome kontrollieren und die Patienten am Leben erhalten, aber sie greifen nicht die zugrunde liegende Pathophysiologie der Krankheit an. Wir hoffen, dass unsere Forschung letztendlich eine bessere Lösung bieten kann“, fügt Professor Dr. Akbari hinzu. (as)