Trainierte Immunität

"Trainierte Immunität" (TI) oder "das angeborene Immungedächtnis" ist eine Bezeichnung für ein neues immunologisches Konzept, das die Fähigkeit eines Organismus beschreibt, unabhängig von der adaptiven Immunität eine erhöhte Reaktionsfähigkeit auf sekundäre Reize zu entwickeln.

Die Mechanismen, die dem angeborenen Immungedächtnis zugrunde liegen, wurden in den letzten Jahrzehnten ausgiebig erforscht, sind aber weitgehend noch unbekannt. Obwohl die Spezifität des adaptiven Immungedächtnisses bei Wirbeltieren durch die Rekombination von Genen der Immunglobulinfamilie und klonale Expansion gewährleistet wird, beruhen die grundlegenden Mechanismen der unspezifischen erhöhten Reaktionsfähigkeit angeborener Immunzellen auf epigenetischen, transkriptionellen und metabolischen Programmen nach vorübergehender Stimulation. Veränderungen in diesen Programmen führen zu einer erhöhten Reaktionsfähigkeit auf sekundäre Herausforderungen durch eine Vielzahl von Reizen. Dieses Phänomen wird als "trainierte Immunität" oder "angeborenes Immungedächtnis" bezeichnet.

Einerseits verbessert eine trainierte Immunität die Reaktion auf Infektionen und Impfungen, indem sie eine stärkere angeborene Immunantwort und einen verbesserten Schutz gegen eine Vielzahl von mikrobiellen Reizen ermöglicht. Andererseits kann eine trainierte Immunität zur Pathophysiologie von kardiovaskulären, autoinflammatorischen und neurodegenerativen Erkrankungen beitragen.

TI wurde zuerst in Zellen des angeborenen Immunsystems entdeckt, z. B. in Monozyten, Makrophagen und natürlichen Killerzellen.

Auch die TRMs (TRM-Zellen -tissue resident memory cells) sind gewebeständige CD4+ Gedächtnis-T-Zellen die einen lokalen Schutz vor Infektionen (und Tumorerkrankungen) bieten. Gewebe-residente T-Zellen (TRM-Zellen) entstehen als spezialisierte Gedächtniszellen durch Infektionen und sind somit ein Teil der TI.

TI wurde aber auch in Zellen gefunden die nicht zum angeborenen Immunsystem gehören. Dazu gehören Zellen mit langer Lebensdauer, wie epitheliale Stammzellen (EpSCs) und Fibroblasten (Naik, S et al. 2017). So konnte gezeigt werden, dass epitheliale Stammzellen ein lang anhaltendes Gedächtnis für frühere Entzündungsreize, z. B. eine topische Imiquimod-Behandlung etnwickeln können. Hierdurch wird die Haut in die Lage versetzt, auf nachfolgende Schädigungsreize schnell zu reagieren. Nach dem ersten Stimulus behalten EpSCs die chromosomale Zugänglichkeit mehrerer kritischer Gene für die Entzündungsreaktion bei, was eine schnelle Transkription von AIM2 und seiner nachgeschalteten Effektorgene bei einem sekundären Stimulus, d. h. einer Hautschädigung, ermöglicht (Naik, S et al. 2017). Dieses Gedächtnis wird durch das Aim2-Gen vermittelt das für einen Aktivator des Inflammasoms kodiert. Das Fehlen des AIM2-Proteins oder seiner nachgeschalteten Effektoren, Caspase-1 und Interleukin-1beta, hebt das Gedächtnis der EpSCs für Entzündungen auf (Naik, S et al. 2017).

1. Hamada A et al. (2018) Trained Immunity Carried by Non-immune Cells. Front. Microbiol 9: 3225.
2. Naik, S et al. (2017) Inflammatory memory sensitizes skin epithelial stem cells to tissue damage. Nature 550: 475–480.
3. Piipponen M et al.(2020) The Immune Functions of Keratinocytes in Skin Wound Healing. Int J Mol Sci 21:8790.
4. Domínguez-Andrés J et al. (2023) Trained immunity: adaptation within innate immune mechanisms. Physiol Rev 103:313-346.