Wie das Immunsystem uns schützt – und warum es manchmal versagt

Unser Immunsystem schützt uns täglich vor zahllosen Krankheitserregern. Aber wie erkennt es, was wirklich gefährlich ist und was völlig normal? Wie zum Beispiel unsere eigenen Zellen, harmlose Keime oder Nahrung? Der Stichwort dafür lautet Immunterrans. Was unser Immunsystem leistet und wo gefahren liegen, darüber sprechen wir heute. Und weil dieses faszinierende und wichtiges System ganz schön komplex ist, gibt es in dieser Folge ausnahmsweise keine Rubrik. Denn es braucht tatsächlich etwas Zeit, um das Wichtigste zu verstehen. Herzlich willkommen euch allen zu dieser Folge von "Aha". Ich freue mich, dass ihr dabei seid. Mein Name ist Antonia Beckhammann. Legen wir los. Aha! Sehen Minuten, Alltagswissen. Ein Podcast von Welt. Als im Oktober bekannt gegeben wurde, wofür die diesjährigen Nobelpreise verlin werden, habe ich eine Folge über den Physik-Nobelpreis zum Thema Quantenphysik gemacht. Und euch danach gefragt, ob wir über die andere Nobelpreise bei Aha sprechen sollen. Eure Antwort war sehr, sehr eindeutig. Ja, euch interessieren auch die anderen Fachgebiete, allen voran die Medizin. Und deswegen geht es in dieser Folge um unser Immunsystem. Denn der diesjährige Medizin Nobelpreis wird in dieser Woche für die Entdeckung der Periferin Immunthaleranz verlin. Das klingt erst mal kompliziert. Nach dieser Folge wisst ihr aber, warum es geht. Warum die Entdeckung tatsächlich einen Meilenstein in der Immunologie war, und welche neuen Therapieansätze daraus entstehen? Vorab schauen wir uns aber erst mal an, wie unser Immunsystem ganz grundsätzlich arbeitet. Und erklären kann uns all das heute Professor Dr. Hans Dieter Volk. Er ist Senior Professor am Institut für Medizinische Immunologie an der Charite Berlin und Gründungsdirektor des Berliner Zentrums für regenerative Therapien. Herr Professor Volk, schön, dass Sie da sind. Ja, willkommen. Er hat vielen Dank für das Gespräch. Herr Professor Volk, wie lässt sich denn unser Immunsystem für uns leihen relativ einfach erklären? Also welche Organe, Zähltypen spielen eine Rolle? Was sind die wichtigsten Aufgaben? Das sind nicht ganz einfach. Das ist ein komplexes System nach dem Gehör und glaube ich im Körper. Früher hat man gedacht, dass das Immunsystem ist nur da, uns gegen Infektionsarweger schützen, sozusagen gegen Eindringlinge. Heute wissen wir, es ist viel mehr, die Immunsystem ist praktisch für die Erhaltung des Gleichgewichts der Homestase des Körpers, es sind zähl. Das heißt, es ist nicht nur wichtig gegen Infektionsarweger, sondern es ist auch involviert in Bundteilungszachen, in Regeneration von kaputtem Geweben, Alltonsprozessen, also praktisch alte Zellen abräumen und so weiter und so fort. Das heißt, der Überbegriff wäre Erhaltung des Gleichgewichts des Körpers. 2% der Zellen des Körpers sind Zellen, so ein Gelümpfuzüten und dann kommen wir mal als 2% Fresszellen dazu. Also rund 4% der Zellen im Körper sind Immunzellen. Das Immunsystem soll uns ja schützen. Es gibt ja aber auch die Gefahr, dass es vielleicht nicht erkennend, wo jetzt, als sie nicht irreger sind, die uns krank machen können, oder vielleicht auch Körpereignen, Zellen, die es eben nicht angreifen sollte. Wie erkennt in unser Immunsystem jetzt, was gefährlich ist und was zu unserem Körper gehört? Das ist ein ganz wichtiger Punkt, während der Montagonesa, also während der Entwicklung des Menschen oder auch ihren anderen Tier, das das eine Immunsystem hat. Passiert sozusagen eine Selektion von den Zellen, die gegen sie selber reagieren, die werden sozusagen rausgeschmissen, die werden inaktiviert oder gar getötet, und man behält nur Zellen, die fremdes Neues erkennen können. Das heißt fremd gegen selbst. Dann hat man oben, wann verstanden, 20 Jahren, dass das alleine nicht reicht. Das wurde in mir genaues bedeuten, was sie angedeutet haben, wenn wir z.B. Nahrungsmittel im Körper haben. Da sind das ja oft Eiweiße und Milch und was auch immer. Das wäre absolut das Schwachsinn, wenn wir sehr am Fremd wieder gegen reagieren würden. Das heißt, wurde dann von Polymaziner erstmals die sogenannte Danger, also Gefahrentheorie aufgestellt. Das heißt, dass Immunsystem braucht zwei Signale. Erstens, es muss Fremd erkennen und z.B. es muss Gefahr erkennen. Man kann es aufs Gehirn, das ist das am Projizieren. Auch da ist es ja so, dass ich erst mal erkennen muss, da ist jemand fremd. Und das zweitismus erkennt, geht von dem Gefahr aus, er geht von dem keine Gefahr aus. Und das ist ein ganz wichtiger Differenzierung. Das ist eine doppelte Absicherung, dass ich nicht unnötig reagiere, dass ich aber in der Falle einer Gefahr, eine Tat reagiere. Das ist also das Grundprinzip. Wenn man so runterbricht, ob die Mule klar ebener heißt es, wir haben Zellen im Körper, spezialisierte Zellen, die nennen wir antigen, präsentierende Zellen, weil die eben diese fremden Stoffe unlobt. Eiweiß und alles aufnehmen, verarbeiten und an der Oberfläche an bestimmten Spezialmuleküren durch ein hal-armuleküren präsentieren dem Immunsystem. Und diese nehmen das z.B. in der Haut auf oder in Darm oder wo auch immer, und bringen es zu den Immunzellen. Die Immunzellen liegen normalerweise in Lymphknoten, Milz, im Blut, also patte ich in den Immunorganen. Und wie kommt das sozusagen mal ein Schleimhaut als Beispiel? Die haben ein Schleimhaut einer Infektion. Das kommt ein Erreger, da dreht ein. Dann liegen dort, lauter antigen, präsentierende Zellen, die sind mal da, und die nehmen das auf. Und wenn die es aber ein Gefahrensignal bekommen, ich sag gleich, was zu den Gefahrensignal-Molekular, dann werden die aktiviert, sind ihre Forze zu sein. Normalerweise sind die B-Einspündnets, sind die ein und wandern ab in Richtung Blumpfknoten. Und bringen dort das Material hin und zeigen es dort in Lymphfuzüten, so einen Tellenfuzüten, Herrvollenfuzüten. Die schauen es jetzt an. Und wenn es fremd ist, erkennen sie es, werden aktiviert, fahren sich an zu teilen, werden also immer mehr. Und was sehen wir klinisch, der Teke Lymphfnoten. Das ist also nichts schlechtes, sondern was Gutes, in dem am Blick vermehren sich die Zellen, die ging um, was kämpfen. Zum Beispiel ging ein Virus, was dort eingetrunken ist. Und dann werden daraus, das Auto in keine Woche, werden daraus Effektorzellen, also Zellen, die in der Lage sind, im Unmerkzein auszuüben. Und die wandern zurück zu dem Ortsesgeschehens. Das erkennen die durch Lockstoffe und machen da ihren Job killen. Die infizierten Zellen geben Zitokine, also Botenstoffe ab, die im Prinzip andere Zellen, wie Annotätzellen, bioblasten, aktivieren und in Helfen sich zu schützen gegen die Infektion. Das ist in kurz Form, sozusagen, der Zyklus der ganzen Sache. Es wird noch besser, nach einer Erstkontakt merken sich die Immunzellen das, die in Lymphfuzüten. Und nach dieser Reaktion geht es wieder runter. Die Antwort beruhigt sich, sonst würden wir leiden. Wir kommen später drauf bei Krankheiten. Und das heißt, die Immunantwort muss ja unterreguliert werden. Aber sie geht nicht auf null, sondern es bleiben sogar Gedächtniszellen. Also Memories, Telefuzüten und Belumfuzüten, die sich daran erinnern. Und die leben dann lebenslang und dann Körper an verschiedenen Stellen, zum Beispiel in Knochenmarkt, in bestimmten Nischen und warten auf die neue Challenge. Die kann morgen sein. Die kann aber auch 20 Jahre später sein. Und dann werden sie schneller aktiviert. Die brauchen nicht mehr den ganzen Prozess, wie wir beim ersten Mal. Und es sind mehr als beim ersten Mal. Und dadurch geht alles viel schneller. Das heißt, einer Memories-Antwort dauert nur zwei, drei Tage. Während die Erst-Antwort eine gute Woche bis zehn Tage dauert. Das ist sozusagen das Prinzip. Was machen wir bei Erst-Antwort? Und das ist ein Wichterpunkt, wir auch gerade Covid gesehen haben. Wenn wir also letztendlich, bevor wir im Immunzellen anscheiten können, also spezifisch im Immunzellen, so an der ARTV-Munzistin Lymphfuzüten, die brauchen also unten eine Woche, wie ich gesagt habe, was passiert das zwischen. Da haben wir die unspezifische Immun-Antwort. Das sind die Zellen, die sogenannten Enet oder unspezifischen Immun-Antwort. Das sind freistzellen, Makrophaden, Kanozüten. Die machen den Job. Dazu wissen Zeit, sie sind nicht so effektiv. Darf ich aber schnell und ihr seid verfügbar. Das heißt, wir haben einen mehr Stufenprogramm, was ich entwickelt. Was der ganz Wichterpunkt ist, den sie gerade angesprochen haben. Und den wir ja auch aus Leyen, wahrscheinlich so unter Immun, tolleranz kennen. Es war, wie es quasi das Immunsystem schafft, immer auf Körpereigen Sachen nicht zu reagieren. Jetzt komme ich auch deswegen auf Immun-Tolleranz, weil er jetzt in diesen Tagen der Medizinobaltpreis verlinen wird. Und der wird eben für die Entdeckung der perifären Immun-Tolleranz vergeben. Was genau ist denn jetzt die perifäre Immun-Tolleranz? Und ich hab gelesen, es gibt ja auch noch die Zentrale, also wir unterscheiden sich die beiden. Ich muss mal einschwetter vor anfangen. Und erst mal verstehen, warum brauchen wir Immun-Tolleranz? Das Prinzip dieser Adaptiven, dieser erworbenen Immunität im Unantwort, besteht darin, dass er nach dem Zufallsprinzip die Bausteine für die Rezeptoren zusammengebaut werden. Wir bauen also aus Lauter, wie so ein Art Lego-Baukasten. Wir haben drei Kisten, rote Grüne Gelbesteine, verschiedene Größe. Und die wird beliebig in der Zelle, im Tümus zum Beispiel, wird es in der Tümusdrüse, werden die zusammengebaut. Und jede Zelle kriegt ein anderes Muster, der eine kriegt zwei Blaue und einen Grünstein, den ist der drei Rote usw. Und dadurch entstehen etwa zehn Billiaten, verschiedene Spezimetäten. Das heißt, jede Zelle hat einen Ausweis identitätsbas, einer kennt das Peptidienista, kennt das, und so weiter und so forth. Und das ist das Prinzip darin, das ist ein Zufallsprinzip. Das hat man lange braucht, das zu verstehen. Zufallsprinzip heißt, dass ich Dinge auch reagieren kann, die Natur gar nicht existieren. Das heißt, wir haben am Anfang nicht verstanden, warum kann es in unserem Themen gegen Dinge reagieren, die neu sind, die neu seintensiert werden, ein künstliches Eiweiß. Also auch immer, da kennen wir, obwohl die Natur es nie gesehen hat, weil wir eben durch diesen Zufallsbaukasten um was dabei ist, was passt. Was ist die Gefahr dabei? Das können wir totaler ans. Die Gefahr dabei ist ein Zufallsbaukasten, da kann noch was bei sein, was gegen die Selbst gerichtet ist. Und das wäre ja eine riesen Gefahr, dass wir uns selbst vernichten. Und aus dem Grund gibt es ein ganz, wo man sein scharfes Kontrollsystem, was mehrfach abgesichert ist. Im Körperstufe 1 ist die zentrale Toleranz. Das heißt, die Telefuzüten, die zentralen Player an diesem Spiel werden in der Thymus Trüge, die also im Heiz liegt, also ihr Partie ober in Toraxbereich liegt, die, dort werden die aus den Klochen, die voller Verzellen und da reifen, die Telefuss sind an, da werden diese Baustellen zusammenfügt. Und dort wird mit spezialierten Zellen alles gezeigt, was im Körper existiert. Also kleine Peptikstrukturen jetzt zeigt, was im Körper existiert. Das Selbstdinge, die zum Zeitpunkt zum Beispiel als Baby, oder als noch ein Schritt davor im Mutterbau, noch gar nicht da sind zum Beispiel Hoden oder Eierstöcke. Die kommen wir als viel später in Entwicklung. Aber Strukturen davon sind schon im Thymus gezeigt. Und die werden gezeigt. Und wenn das die Telefuzüten sehen, werden sie gekillt. Das heißt, es nennt man zentrale Toleranz. Es wird aussortiert. Alles, was selbst ist, wird rausgeschmissen. Und nur, was sozusagen ein Fremd ist und was aber mit Körper eigenen Zellen integrieren kann, kommt durch. Also nur ein Prozent der Zellen, die im Thymus gebildet werden, übersteht diesen Selektionsprozess und geht ins System, um darauf wird das im Unsystem, was dein Lebenslang funktioniert. Der Thymus arbeitet Lebenslang, aber seine größte Funktion hat er in einer Baby- und Kleinkindzeit, dann wird er weniger von der Aufgabe, er kann immer wieder angeschaltet werden, wenn benötigt. Das ist der Eierstöcke. Aber dabei können immer Fehler gemacht werden. Bei jedem Selektionsprozess können Fehler gemacht werden. Es können also autoreaktive, also gegen sie selbstgerichtete Thymus sieben durchslüpfen durch dieses zentrale Toleranz als Elektriensystem. Und dafür gibt es die Periper Toleranz sozusagen als zweiter Barrierer. Das heißt, und ich fähre 2%, der Thymus verzücken, haben eine spezielle Funktion, die mit einem Thymus gebildet werden. Das sind so eine regelaktorische Tätzen, um die es ja in diesem Nobelpreis geht. Das sind also Thymus verzücken, die sozusagen die Pießmäger, die Friedenstifter am Körper sind. Die Permalent, die Bremse ziehen und schauen, dass das in unserem System in seiner Eifrigkeit Arreger abzuwehren, oder was auch immer, nicht über die sozusagen Grenzen hinausschießt, sondern die Bremsen, das sie haben, die Entwicklung sind dafür verantwortlich, dass wenn der Arreger weg ist, die Munerantwort wieder runtergeht, also sind sozusagen die Kontrolleure und schaffen wieder Ruhe im System. Und diese werden formiert in der Pferferie. Das heißt, wenn die Rausschlüpfen aus dem Thymus und sie erkennen mit Pferferie-Körpereingestrukturen, dann entwickeln sie dieses regelatorische, supressive Potenzial. Und das ist der springende Punkt. Dieser Ballang zwischen beiden ist ganz wichtig, und wenn die gestört ist, kann es zu Erkrankung kommen, wie zum Beispiel Automität. Das wäre jetzt auch eine nächste Frage gewesen, welche Rolle spielt denn jetzt einen Versagen, eben dieser Perifährentoleranz bei Autimuntkrankheiten oder auch bei Tumoren oder Ähnlichem? Wenn Sie Alarm fahre ich sogar vom Gegenteil an, wofür brauche ich das Ganze? Es würde keine Babys geben. Also, dann wir würden nicht existieren, wenn es nicht im Untoleranz gegen Fremdes geben kann. Weil Sie müssen die vorstellen, die Platzenten der Platzenten da, und dann das Baby ist ja zur Hälfte Fremd für die Frau. Es ist ja vom Vater. Das heißt, die Hälfte der Tumturen kommen vom Vater. Und da gibt es bei vielen Eiweißer-Unterschiede, zwischen A und B, zwischen Mann und Frau, aber auch zwischen zwei Frauen und zwei Männer. Das heißt, also es gibt Unterschiede, wie bei der Transplantation, das Problem bei der Organ transplantation. Das heißt, normalerweise müsste das Baby abgestoßen werden, vom Immunsystem. Weil es Fremdes ist. Und das wird verhindert, indem sozusagen die Perfährterleranz in den Mutterkuchen, also in der Platzenten, ganz stark aufgebaut wird. Es ist total clever, damit braucht die Mutter, das Immunsystem nicht so primiert werden, nicht ähmt werden, sondern es macht es lokal in der Platzenten. Das heißt, passiert durchaus, dass in der Mutter Immunzellen, also die anderen verzüten gegen dem Vater, sprich gegen das Baby, aktiviert werden. Aber wenn sie in die Platzenten kommen, werden sie dort abgeschaltet. Weil dort ein Perfährstoleranzsystem, eine Rolle spielt, da spielen Regatorität zu einer Wichtige, nicht die einzige, aber eine wichtige Rolle. Das Negativbeispiel dafür ist, Tumoren. Tumoren nutzen dieses Prinzipen. Sie bauen um sich herum, also Krebszellen, bauen um sich herum so ein Immunsuppressives toller Antesmilieu auf. Damit schützen sich das Immunsystem erkennt die Tumorzellen. Aber wenn es dahin kommt, die Verhung an die Zellen, und können mich ernstop tun. Das ist das Problem der Tumorimmunologie, dass wir haben Augen, die versuchen, diese Mechanismen zu überkommen. Das heißt, die Tolleranz gegen den Tumor zu brechen. Jetzt kommen wir zum anderen, zum natürlichen Ding. Das ist praktisch. Ja, wenn diese Tolleranz natürlich, aber also bei einer Immunreaktion nicht gut funktioniert, dann kommt es zu einer Überreaktion, bei Infektionen. Und das heißt, den Menschen, zum Beispiel genische Defekter in diesen Bereichen, die Kinder, zum Beispiel schwere Automunerkrankungen, überschießende Immunreaktion. Und also zum Beispiel ohne Regulatoroschität zählen, es gibt diese Motation. Können Sie nicht länger als zwei bis drei Jahre leben? Das haben Sie gerade schon ein bisschen gesagt, weil wie so in die Zukunft gerichtet ist. Inwiefern könnte denn jetzt diese Entdeckung für neue medizinische Therapien von Bedeutung sein, womit können wir da vielleicht rechnen, worauf kann man vielleicht hoffen? Ich glaube, es ist ziemlich weit. Wir sind dann mittendrin in klinischen Studien. Das ist also nicht so. Diese Erkenntnis, Sie jetzt im Nobelpreis kriegt, wie es ja so oft, es ist ja 25 Jahre her. Alleine bei uns kann ich sagen, am Institut, wir arbeiten jetzt 20 Jahre an, diesem Gebiet, das Therapeutisch zu nutzen. Das heißt dieses Prinzip. Regatoroschität zählen, ist ein total heiße Story für die medizinische Behandlung. Warum? Nimm Sie auf einer Automunerkrankung, Räume oder Diabetes-Type 1, also Zuckerkrankheit oder letztendlich Schuppenflächte. Das sind als Automunerkrankung, Motivbisklerose. Wie behandelt man die bisher? Man gibt Medikamente, die es in Munsystem hemmen. Der Preis ist, ich hemmere das in Munsystem, und damit hemmere ich die Automunreaktion, die Krankheit, und damit können die Menschen einigermaßen leben. Problem dabei ist, ich hemmere alles. Ich hemmere die Bösen, sozusagen die Bettgeist. Aber ich hemmere eben auch die schützenden Zellen, gegen Virus-ABC oder Bakterien, da ich leiden diese Patienten, die unter solchen Therapien sind für häufiger an Infektionen. Das also eine Nebenwirkung und die zweite Problem ist. Diese Immunsobpersonen hemmt auch die reglatorischen Zellen, die Hemdenzellen. Das heißt, ich halte alles runter. Und damit kriege ich nie eine neue Justierung. Wenn ich die Medikamente reduziere oder absätze, kommt sofort die Krankheit wieder. Ich brauche also eine lebenslange Therapie. Was wir jetzt heute versuchen, nicht nur wir, sondern auch an vielen anderen Zentren, ist die reglatorischen Zellen zu nutzen. Sie, im Prinzip außerhalb des Körpers zu konditionieren, zu trainieren und wir zurückzugeben. Wenn das Zellen- und Gentherapie man wandelt, also zusammen mit lebenden Medikamenten, also mit Zellen. Und diese Zellen, wenn die in eine Überzeit kriegen, sind in der Lage, das System zur Rekprogrammieren. Gibt's 100.000 von präknischen, sprich also in Mäusen und ähnlichen Sachen, ein bisschen zu grossantieren. Versuche, die sehr politisch sind, sowohl für die Organ-Transpiration als den Rauch für die Munerkrankung. Aber es gibt mittlerweile viele, viele Studien, auch schon viele, also ein paar Dutzend Studien in Menschen. Unsere eigenen Erkenntnisse sind, wenn wir solche Zellen zum Beispiel nirn transportierten Patienten, einmalig eine Einzierendation, siemtare nach der Transpiration gegeben haben, konnten wir in 80 Prozent der Fälle die Munsebrission auf ein Drittel reduzieren. Das heißt, wir konnten nur noch Eindrack, statt 3 Dracks, nur noch Eindrack und das auch noch benediger Konzentration machen. Und das mittlerweile über fünf Jahre follow-up. Das heißt, die programmieren das System, um mit einer einzigen Gabe. Das ist der Vorteil von dem Medikament. Sie können heilen, ich bin es behandeln. Herr Prof. Volker, ich danke Ihnen sehr. Gerne. Ich hoffe, ihr habt in dieser Folge richtig viel Informationen für euch mitgenommen und verzeit mir die etwas längere Folge. Ich freue mich, wenn ihr auch beim nächsten Mal wieder mit dabei seid. Mein Name ist Antonia Beckermann. Bleibt gesund, passt auf euch auf und bleibt neugierig.