News: Krebse mit Immungedächtnis
Wirbellosen Tieren wurde bisher nur eine unspezifische Abwehr gegen Krankheitserreger zugesprochen. Doch jetzt gibt es Hinweise, dass auch Kleinkrebse über ein spezifisches immunologisches Gedächtnis verfügen.
© Max-Planck-Institut für Limnologie (Ausschnitt)
Eine herausragende Eigenschaft des Immunsystems von Wirbeltieren und Menschen ist die Fähigkeit, nach Infektion durch einen Krankheitserreger ein Gedächtnis für dessen spezifische Eigenschaften aufzubauen. Trifft der Betroffene dann erneut auf diesen Erreger, so reagiert sein Immunsystem schneller und zielgenauer. Diesen Effekt macht man sich bei Impfungen zunutze.
Im Gegensatz dazu galt die Parasiten-Abwehr von Wirbellosen, wie Insekten und Krebsen, bislang als vergleichsweise unspezifisch. Zwar können auch Wirbellose nach Kontakt mit Krankheitserregern oder Parasiten die Aktivität ihrer Abwehrmechanismen steigern; die Spezifität dieser Mechanismen schien jedoch nicht über die grobe Unterscheidung zwischen verschiedenen Klassen von Erregern hinaus zu gehen.
Neue Daten aus dem Labor von Joachim Kurtz und Karoline Franz vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön liefern nun jedoch erste Hinweise dafür, dass auch winzige, im Wasser lebende Krebse – Copepoden – über ein spezifisches immunologisches Gedächtnis verfügen. In ihren Experimenten setzten die beiden Forscher Hüpferlinge (Macrocyclops albidus) zweimal hintereinander dem Befall durch parasitische Bandwürmer (Schistocephalus solidus) aus. Dabei nahmen sie beim Zweitkontakt entweder Geschwisterparasiten, deren Antigene natürlich große Ähnlichkeit hatten mit jenen vom Erstbefall, oder sie setzten die Krebstierchen Parasiten einer anderen Geschwistergruppe aus mit deutlich anderen Antigen-Eigenschaften.
Die Arbeitshypothese der Wissenschaftler lautete: Falls die Krebse ein spezifisches immunologisches Gedächtnis besitzen, dann sollte die Gefahr einer Infektion bei erneutem Kontakt mit sehr ähnlichen Parasiten geringer sein. Im Experiment konnten die Biologen tatsächlich einen solchen Gedächtnis-Effekt beobachten, und er war, wie erwartet, umso stärker, je mehr sich die nacheinander attackierenden Parasiten ähnelten.
Unklar ist für die Forscher derzeit, welcher immunologische Mechanismus zu dieser erstaunlichen Spezifität führt. "Sollten auch andere Wirbellose über ein spezifisches immunologisches Gedächtnis verfügen", meint Kurtz, "dann könnte dies weit reichende Konsequenzen haben nicht nur für das Verständnis der Evolution von Immunsystemen, sondern darüber hinaus auch für die Bekämpfung von Krankheiten, die wie zum Beispiel Malaria durch wirbellose Tiere übertragen werden."
Im Gegensatz dazu galt die Parasiten-Abwehr von Wirbellosen, wie Insekten und Krebsen, bislang als vergleichsweise unspezifisch. Zwar können auch Wirbellose nach Kontakt mit Krankheitserregern oder Parasiten die Aktivität ihrer Abwehrmechanismen steigern; die Spezifität dieser Mechanismen schien jedoch nicht über die grobe Unterscheidung zwischen verschiedenen Klassen von Erregern hinaus zu gehen.
Neue Daten aus dem Labor von Joachim Kurtz und Karoline Franz vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön liefern nun jedoch erste Hinweise dafür, dass auch winzige, im Wasser lebende Krebse – Copepoden – über ein spezifisches immunologisches Gedächtnis verfügen. In ihren Experimenten setzten die beiden Forscher Hüpferlinge (Macrocyclops albidus) zweimal hintereinander dem Befall durch parasitische Bandwürmer (Schistocephalus solidus) aus. Dabei nahmen sie beim Zweitkontakt entweder Geschwisterparasiten, deren Antigene natürlich große Ähnlichkeit hatten mit jenen vom Erstbefall, oder sie setzten die Krebstierchen Parasiten einer anderen Geschwistergruppe aus mit deutlich anderen Antigen-Eigenschaften.
Die Arbeitshypothese der Wissenschaftler lautete: Falls die Krebse ein spezifisches immunologisches Gedächtnis besitzen, dann sollte die Gefahr einer Infektion bei erneutem Kontakt mit sehr ähnlichen Parasiten geringer sein. Im Experiment konnten die Biologen tatsächlich einen solchen Gedächtnis-Effekt beobachten, und er war, wie erwartet, umso stärker, je mehr sich die nacheinander attackierenden Parasiten ähnelten.
Unklar ist für die Forscher derzeit, welcher immunologische Mechanismus zu dieser erstaunlichen Spezifität führt. "Sollten auch andere Wirbellose über ein spezifisches immunologisches Gedächtnis verfügen", meint Kurtz, "dann könnte dies weit reichende Konsequenzen haben nicht nur für das Verständnis der Evolution von Immunsystemen, sondern darüber hinaus auch für die Bekämpfung von Krankheiten, die wie zum Beispiel Malaria durch wirbellose Tiere übertragen werden."
© Max-Planck-Gesellschaft
Die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ist eine vorwiegend von Bund und Ländern finanzierte Einrichtung der Grundlagenforschung. Sie betreibt rund achtzig Max-Planck-Institute.
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