Sie sind winzig klein und in der Luft allgegenwärtig: Schimmelpilzsporen. Wenn Immungeschwächte sie einatmen, riskieren sie eine gefährliche Infektion. Dass auch Nanopartikel in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielen, hat jetzt eine Forschergruppe der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz herausgefunden.
„Wir haben entdeckt, dass ultrafeine Partikel die Oberfläche von Pilzsporen so ummanteln können, dass sie von der Immunabwehr übersehen werden“, erläutert Molekularbiologin Prof. Shirley Knauer von der UDE aus dem Forscherteam, das seine neuen Erkenntnisse zur Wechselwirkung von Nanopartikeln mit Pilzsporen kürzlich veröffentlicht hat (siehe Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Online-Vorabveröffentlichung am 20.6.2018). „Dann steigt das Risiko für eine schwere Infektionskrankheit natürlich deutlich an.“
Bereits bekannt war, dass ein gesundes Immunsystem im Grunde sehr gut mit Pilzsporen fertig wird. Die Eindringlinge werden unschädlich gemacht, bevor sie sich im Körper festsetzen können. Anders sieht es allerdings bei immungeschwächten Menschen aus – etwa Leukämie-, AIDS-Patienten oder Knochenmarkempfängern. Bei ihnen kann sich der Pilz ohne große Gegenwehr einnisten.
Sind die Pilzsporen darüber hinaus von Nanopartikeln wie ein „Wolf im Schafspelz“ eingehüllt, können sie noch schlechter von der körpereigenen „Immunpolizei“ erkannt werden und sich ungehindert in der Lunge ausbreiten. Eine solche invasive Aspergillose ist eine der häufigsten Todesursachen bei immunschwachen Kranken.
Ebenfalls gesundheitsschädlich ist das Inhalieren hochkonzentrierter feiner und ultrafeiner Partikel, weil auch diese eine chronische Lungenerkrankung auslösen können. Zu den ultrafeinen Partikeln gehören z.B. solche aus Verbrennungsprozessen, dem Feinstaub von Verkehrsabgasen und Bauarbeiten, Titandioxidteilchen aus dem UV-Schutz oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
Dank hochauflösender Mikroskopietechniken ist es den Forschern gelungen, Nanopartikel-bedeckte Pilzsporen auch im intakten Lungengewebe nachzuweisen, erläutert Prof. Matthias Gunzer, Direktor des Instituts für Experimentelle Immunologie und Bildgebung an der UDE.
Gleichzeitig belegt die Studie, wie wichtig es ist, die Nanotechnologie mit den Biowissenschaften zu verschalten. „Dann können die möglichen Gesundheitsrisiken besser identifiziert werden, die mit ultrafeinen Partikeln verbunden sind. Andererseits erlauben solche fachübergreifenden Studien auch neue Erkenntnisse, wie nanopartikel-basierte Antibiotika angewendet werden können“, erläutert Prof. Shirley Knauer.
Quelle: Universität Duisburg-Essen