Exemplarische Tiermodelle am BNITM
Amöbiasis
Männer erkranken häufiger als Frauen
Frauen und Männer unterscheiden sich nicht nur anatomisch, sondern auch in ihren Immunreaktionen. So sind beispielsweise Männer anfälliger für verschiedene Infektionskrankheiten, während Frauen eher zu Autoimmunerkrankungen neigen. Zugrunde liegende biologische Prozesse sind überwiegend jedoch nicht verstanden. Dies zeigt sich auch bei Infektionen mit dem Parasiten Entamoeba histolytica, dem Erreger der Amöbiasis. Von der schweren klinischen Verlaufsform, dem sogenannten Amöbenleberabszess, sind hauptsächlich Männern betroffen. Am BNITM wurde ein Mausmodell etabliert, welches diese geschlechtsspezifischen Unterschiede widerspiegelt. Nach Infektion entwickeln männliche Mäuse größere Leberabszesse, während diese bei weiblichen Tieren schneller ausheilen.
Dank moderner Untersuchungsmethoden wie der Magnetresonanztomographie können wir Versuche im Sinne der 3R-Regeln so schonend wie möglich durchführen; zudem konnten wir die Anzahl der in der Amöbiasisforschung eingesetzten Mäuse deutlich reduzieren.
Anhand dieses Mausmodells zeigten wir, dass das männliche Sexualhormon Testosteron über einen direkten Einfluss auf bestimmte Immunzellen für diesen Geschlechtsunterschied verantwortlich ist. Anknüpfend an diese Erkenntnisse konnten wir zeigen, dass dieser Wirkmechanismus auch auf menschliche Immunzellen übertragbar ist. Das Verständnis dieser Mechanismen ebnet den Weg für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien bei Infektionskrankheiten, die das Geschlecht der Patient:innen berücksichtigt.
Weiterführende Informationen erhalten Sie in folgenden Publikationen:
Hämorrhagisches Lassafieber
Wie funktioniert die Immunantwort?
Jährlich gibt es in Westafrika ca. 300.000 neue Fälle von Lassfieber, verursacht durch das hoch pathogene Lassa-Virus, von denen etwa 5.000 tödlich enden. Die korrekte Diagnose zu stellen ist herausfordernd, da die ersten Symptome der Erkrankung wie Rachenentzündungen, Husten, Brust- und Muskelschmerzen, Erbrechen und Durchfall häufig nicht von anderen Krankheiten wie Typhus oder Malaria unterschieden werden können. Darüber hinaus gibt es noch keine lizensierten Impfstoffe oder Behandlungsmethoden gegen Lassafieber. Unter anderem, weil noch nicht bekannt ist, welche Faktoren des menschlichen Immunsystems bei der Entwicklung von schweren Krankheitsverläufen eine Rolle spielen.
Am BNITM haben wir ein Mausmodell etabliert, welches den Krankheitsverlauf von Lassafieber widerspiegeln kann. Es wird dazu genutzt, verschiedene Zelltypen des Immunsystems zu unterschiedlichen Zeitpunkten genauer zu untersuchen, um deren Rolle im Krankheitsprozess besser verstehen zu können. Außerdem können wir untersuchen, ob immunmodulatorische oder antivirale Medikamente zur Genesung beitragen.
Anhand dieses Mausmodells konnten wir zeigen, dass die Zellen des adaptiven Immunsystems nach einer Lassa-Virus-Infektion nicht adäquat aktiviert werden. Eine überschießende sowie auch eine zu langsame und schwache Immunantwort führen zu einem schwereren Krankheitsverlauf. Außerdem konnten wir zeigen, dass durch Medikamentengabe die Aktivierung und überschießende Vermehrung von Immunzellen verhindert wird, sodass ein Überleben der Infektion möglich ist. Basierend auf diesen Erkenntnissen ist es möglich Therapieansätze für den Menschen zu entwickeln.
Weiterführende Informationen erhalten Sie in folgenden Publikationen:
Leishmaniose
Erforschung immunmodulatorischer Therapien
Mit einer geschätzten Anzahl von jährlich 1,4 Millionen neuen Fällen gehört die Leishmaniose zu einer der wichtigsten parasitären Infektionskrankheiten weltweit, die von protozoischen Erregern der Gattung Leishmania verursacht wird. Die Übertragung erfolgt über den Stich der weiblichen Sandmücke. Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO, 2018) treten Leishmaniosen in 98 tropischen und subtropischen Ländern endemisch auf, wobei schätzungsweise etwa 350 Millionen Menschen akut von dieser armutsassoziierten Krankheit bedroht sind. Aufgrund der Globalisierung gewinnt die Leishmaniose jedoch auch immer mehr Bedeutung in anderen Regionen der Welt, wie z. B. dem Mittelmeerraum und Zentraleuropa.
Abhängig von der infizierenden Leishmania-Spezies und dem Immunstatus des Wirts variieren die klinischen Symptome von kutanen über mukokutanen Formen bis hin zu fatalen viszeralen Leishmaniosen. Aktuell sind keine Impfstoffe gegen die Leishmaniose erhältlich und bereits existierende Therapeutika weisen eine Reihe an Nachteilen und Risiken auf. Die kutane Leishmaniose ist dabei die häufigste Form der Erkrankung. Sie verursacht meist selbstheilende Hautläsionen, die zu entstellenden Narben führen und somit häufig eine Stigmatisierung der Patient:innen zur Folge hat.
Am BNITM nutzen wir das Mausmodell der kutanen Leishmaniose, um zum einen die Parasit-Wirt-Interaktion immunologisch zu verstehen, als auch um neue immunstimulatorische Behandlungsoptionen zu etablieren. Das Mausmodel zeigt den klinischen Verlauf der Krankheit, wie er bei Patient:innen beobachtet wird und ist daher aktuell die verlässlichste Wahl für komplexe immunologische Studien als auch für Studien zur Wirksamkeit von immunstimulatorischen Arzneimitteln. Den Mäusen injizieren wir dabei (vergleichbar zum Stich der Sandmücke) Leishmania-Parasiten ins Ohr, was nach einigen Tagen an der Einstichstelle zu kleinen bis großen, teils läsionsartigen Schwellungen führt, welche jedoch genau wie beim Menschen von selber heilen. Die Belastung der Tiere wird dabei als gering eingestuft.
In der Leishmanioseforschung am BNITM zeichnen sich inzwischen wegweisende Methoden ab, die für ausgewählte Fragestellungen vielversprechende und innovative Alternativen zum Tiermodell eröffnen.
Weiterführende Informationen erhalten Sie in folgender Publikation:
https://journals.asm.org/doi/10.1128/AAC.00161-20
Möglichkeiten zu alternativen Methoden finden Sie unter Alternativmethoden am BNITM.
© Fehling et al. 2020 (created with biorender)
