Das Gedächtnis unserer Abwehr

Denn nach der Geburt prasseln unzählige Bakterien und Fremdstoffe auf das Immunsystem des Babys ein. Alles ist unbekannt und potenziell gefährlich. Um massive Entzündungen zu verhindern, muss das angeborene Immunsystem zunächst streng reguliert werden. Dabei spielen sogenannte S100-Alarmine eine wichtige Rolle. Viemann konnte zeigen, dass sowohl das Blut des Fötus als auch die Muttermilch hohe Konzentrationen dieser Alarmine enthalten. Sie versetzen Immunzellen in eine Art „Schockstarre” und bremsen sie aus. Das verhindert eine lebensbedrohliche Sepsis. Mit der Zeit sinken die Alarmin-Spiegel. Gleichzeitig steigt die Abwehrkraft des jungen Immunsystems.

Der Fötus produziert allerdings erst zum errechneten Geburtstermin eine ausreichende Menge S100-Alarmine. Deshalb ist das Sepsisrisiko bei Frühgeborenen deutlich erhöht. Neugeborene können Alarmine jedoch über die Nahrung aufnehmen. Im Fall von Mäusen konnten die Forschenden bereits zeigen, dass eine einmalige Dosis ausreicht, um Sepsis-Symptome abzumildern. Die Alarmine schützten deren Nachkommen nicht nur prophylaktisch, sondern auch, wenn sie erst Stunden nach der Infektion verabreicht wurden. Ob sich die Daten auf den Menschen übertragen lassen, wird aktuell getestet. „Bei Verdacht auf Sepsis könnten wir in Zukunft zunächst den S100-Alarmin-Spiegel des Kindes messen. Ist der Wert hoch genug, würde ich zunächst keine Antibiotika geben“, sagt Viemann.

Eingefärbte Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme von einer Knochenmark-Stammzelle auf Knorpel. · Foto: © Science Photo Library

Balance aus Toleranz und Abwehr

Ein seltenerer Einsatz von Antibiotika würde die kleinen Patienten auch dabei unterstützen, eine gesunde Bakterienflora aufzubauen. Denn die Besiedlung von Haut, Darm und Atemwegen mit einem gesunden Mikrobiom ist wichtig für die Entwicklung eines gesunden Immunsystems. Das Immunsystem muss lernen, hilfreiche „Mitbewohner“ – zum Beispiel Bakterien, die uns beim Verdauen helfen – zu tolerieren. Gleichzeitig muss es Krankheitserreger bekämpfen. Im Idealfall entwickelt sich eine Balance aus Toleranz und Abwehr. Fehlt die Toleranz, entsteht ein Immunsystem, das zu übermäßigen Entzündungen neigt. Das erhöht das Risiko, später chronisch-entzündliche Krankheiten wie Asthma zu entwickeln.

Wie aber entsteht Toleranz? Immunzellen werden tolerant, wenn sie über einen längeren Zeitraum demselben Trigger ausgesetzt sind. Zellen, die Bestandteile des eigenen Körpers erkennen, erhalten dauerhaft starke Aktivierungssignale, werden dadurch „erschöpft“ und sterben. Dieser körpereigene Kontrollmechanismus verhindert Autoimmunerkrankungen und Allergien. Auch Bakterien im Darm sind, bei einem stabilen Mikrobiom, unsere ständigen Begleiter. Deshalb toleriert das Immunsystem auch sie. Selbst der regelmäßige Kontakt zu Allergenen kann Toleranz auslösen: Haustiere und abwechslungsreiche, feste Nahrung sowie Kontakt zu anderen Kindern und Geschwistern. Kinder sollten möglichst früh ihre Umwelt kennenlernen. Denn es ist gesünder, regelmäßig Infektionen durchzumachen, als keimarm zu leben und deshalb überschießende Immunreaktionen zu entwickeln. Jede Infektion trainiert das adaptive Immunsystem. Nur so wird es voll funktionsfähig.

Denn adaptive Immunzellen sind darauf spezialisiert, einen bestimmten Erreger zu bekämpfen. Ihren Erreger erkennen Immunzellen über spezifische Rezeptoren auf ihrer Oberfläche. Alle Rezeptoren erkennen dasselbe Erreger-Fragment, das sogenannte Antigen, das wie ein „Schlüssel“ in das „Schloss” des Rezeptors passt. Ist die Immunzelle diesem Antigen noch nie begegnet, wird sie als „naiv“ bezeichnet. Naive Zellen patrouillieren so lange durch den Körper, bis sie entweder ihrem Antigen begegnen oder an Altersschwäche sterben. Sobald Antigene an ihre Rezeptoren binden, wird die Immunzelle aktiviert. Achtung! Eine Infektion!

Da die Immunzelle die Infektion nicht allein bekämpfen kann, teilt sie sich zunächst. So entstehen Tausende Tochterzellen. Diese aktivieren ihre Abwehrkräfte. Welche das sind, hängt vom Zelltyp ab. Die wichtigsten Zellen des adaptiven Immunsystems heißen T-Zellen und B-Zellen. T-Zellen werden stark vereinfacht in zwei Gruppen eingeteilt: Killer- und Helferzellen. T-Killerzellen töten Körperzellen, in deren Innerem sich ein Erreger vermehrt. T-Helferzellen sind „Manager“: Sie sorgen dafür, dass die verschiedenen Zelltypen des Immunsystems gut zusammenarbeiten. Zum Beispiel bieten sie B-Zellen ihre Hilfe an. Werden B-Zellen durch ihr Antigen und T-Helferzellen aktiviert, reifen sie zu Plasmazellen, die bis zu 2.000 Antikörper pro Sekunde freisetzen. Nach wenigen Sekunden ist der Erreger mit Antikörpern bedeckt. Das schränkt nicht nur seine Bewegungsfreiheit ein, sondern macht ihn auch zur leichten Beute für die Fresszellen des angeborenen Immunsystems.

Gemeinsam besiegen die Immunzellen die Infektion. Danach werden sie nicht mehr gebraucht und sterben. Trotzdem bleibt der Schutz bestehen, denn bei jeder adaptiven Immunreaktion entstehen Gedächtniszellen. Circa vier Wochen nach der Infektion erreicht die Anzahl der B-Gedächtniszellen ihr Maximum. Im Gegensatz zu den meisten Immunzellen, die nur wenige Tage oder sogar Stunden leben, bleibt die Zahl der B- und T-Gedächtniszellen über Jahre hinweg konstant. Auch sie patrouillieren nun durch den Körper. Sollten wir noch einmal mit dem gleichen Erreger infiziert werden, reagieren sie schneller und effektiver, als es die naive Zelle ursprünglich tat. Meist bekommen wir von der Infektion dann gar nichts mehr mit. Diese Fähigkeit des Immunsystems, ein Gedächtnis für Antigene zu entwickeln, machen sich auch Impfungen zunutze.

Abwehrkraft im Alter

Das Immunsystem trainiert ein Leben lang. Trotzdem altert es wie andere Organe auch. Wann und wie schnell die Fähigkeit des Immunsystems, den Körper vor Krankheitserregern zu schützen, abnimmt, ist individuell unterschiedlich. Bei den meisten Menschen sinkt die „Abwehrkraft“ ab dem 60. Lebensjahr stetig.

Im Alter verändern sich sowohl die angeborene als auch die adaptive Immunität. Da die meisten Immunzellen nur kurz leben, müssen ständig neue nachgebildet werden. Doch die Anzahl blutbildender Stammzellen im Knochenmark schrumpft im Laufe des Lebens. Beiden Teilen des Immunsystems fehlt deshalb der Nachschub. Besonders stark sinkt das Repertoire an naiven T-Zellen. Denn ihre Vorläuferzellen entstehen zwar, wie alle anderen Immunzellen, im Knochenmark, sie wandern anschließend allerdings in den Thymus, eine kleine Drüse, die sich hinter dem Brustbein befindet. Der Thymus unterstützt die Reifung und das Training von naiven T-Zellen vor allem im Kindesalter. Mit Einsetzen der Pubertät bildet er sich zurück. Gleichzeitig „verbraucht“ jeder Kontakt mit einem Erreger naive T-Zellen, da sie zu Killer-, Helfer- oder Gedächtniszellen reifen. Auch ältere Menschen produzieren nach wie vor naive T-Zellen, allerdings deutlich weniger als Kinder. Bei Infektionen entstehen dadurch weniger Killer-, Helfer- oder Gedächtniszellen. Außerdem sinkt die Konzentration schützender Antikörper im Blut, sowohl nach durchgemachten Infektionen als auch nach Impfungen. Einerseits gibt es schlicht weniger naive B-Zellen, die zu Antikörper-produzierenden Plasmazellen reifen könnten. Andererseits tragen die naiven Zellen weniger Antigen-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche. Sie sind träge. Es braucht einen stärkeren Trigger, um sie zu aktivieren.

Auch das Darmmikrobiom gerät im Alter aus dem Gleichgewicht. Mithilfe eines Computermodells haben Forschende am Leibniz-Institut für Alternsforschung in Jena gezeigt, dass eine konkurrierende Bakteriengemeinschaft nur dann langfristig vielfältig und stabil bleibt, wenn schnell wachsende Arten gezielt von außen gebremst werden. Wie sie in ihrer Studie im Mai 2026 in der Fachzeitschrift Plos Biology schreiben, glauben Dario Valenzano und sein Team, dass das Immunsystem im Darm diese Kontrolle übernimmt. Wird es im Alter schwächer, könnten sich bestimmte Mikroben ausufernd vermehren – das Entzündungsrisiko steigt. Ob sich die Theorie bestätigen lässt, werden zukünftige Experimente zeigen.

Da Ältere häufiger an Infektionskrankheiten leiden und diese zusätzlich oft schwerer verlaufen, könnten gerade sie von vorbeugenden Impfungen enorm profitieren. Um sie effektiv zu schützen, müssen Impfstoffe jedoch gezielt an die Bedürfnisse des alternden Immunsystems angepasst werden. Birgit Weinberger, die Leiterin des Instituts für Biomedizinische Alternsforschung an der Universität Innsbruck, erforscht deshalb, ob verschiedene Impfstoffe auch im Alter einen ausreichenden Schutz bieten. Ihre Ergebnisse zeigen, dass viele Ältere zum Beispiel nach einer Auffrischungsimpfung gegen Tetanus/Diphtherie keinen langfristigen Schutz aufbauen. Wenn die letzte Impfung teilweise über 20 Jahre zurückliegt, sind schlicht nicht mehr genug B-Gedächtniszellen da, die reaktiviert werden könnten. Die Studienergebnisse zeigen, dass regelmäßige Booster-Impfungen im Laufe des Lebens wichtig sind, um das Repertoire an B-Gedächtniszellen immer wieder aufzufrischen. Nur dann können auch im Alter langfristig schützende Immunantworten ausgelöst werden.

Zusätzlich lässt sich die Zusammensetzung der Impfstoffe optimieren. „Wir können dem Impfstoff zum Beispiel Hilfsstoffe beimischen, die die Immunantwort verstärken“, erklärt Weinberger, „oder die Antigen-Dosis erhöhen.“ In den vergangenen Jahren wurden so einige neue Impfstoffe speziell für Ältere entwickelt. Zum Beispiel Grippeimpfungen: Neben dem Standard-Impfstoff gibt es inzwischen sowohl einen Hochdosis- als auch einen sogenannten adjuvantierten Impfstoff. Letzterer enthält als Hilfsstoff das Adjuvanz MF-59. Es verbessert die erste Immunantwort am Ort der Injektion, fördert den Transport des Influenza-Antigens zum nächsten Lymphknoten und so die Antikörper-Antwort. ■

Immunantwort im Leben einer Frau

Es gibt mehrere Arten von T-Helferzellen mit unterschiedlichen Funktionen in der adaptiven Immunantwort. Regulatorische T-Zellen (Treg) bremsen das Immunsystem und verhindern überschießende Reaktionen des Babys im Mutterleib. Nach der Geburt pendeln sie sich auf niedrigem Niveau ein. Erst während einer eigenen Schwangerschaft später im Leben sind sie – ebenso wie Th2 – wieder vermehrt. T-Helferzellen des Typs 1 wiederum werden unterdrückt, um das Kind vor dem Immunsystem der Mutter zu schützen.

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