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# Biologie # Immunologie

Sepsis: Ein versteckter Kampf um die Genesung

Sepsis kann das Leben auch lange nach der Infektion verändern.

Marco De Zuani, Petra Lázničková, Marcela Hortová Kohoutková, Veronika Bosáková, Ivana Andrejčinová, Natália Vadovičová, Veronika Tomášková, Alexandra Mýtniková, Julie Štíchová, Tomáš Tomáš, Jiří Hrdý, Kristýna Boráková, Stjepan Uldrijan, Marcela Vlková, Vladimír Šrámek, Martin Helán, Kamila Bendíčková, Jan Frič

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Sepsis-Recovery: Der Sepsis-Recovery: Der stille Kampf Herausforderungen. Sepsis mit versteckten Überlebende kämpfen lange nach der
Inhaltsverzeichnis

Sepsis ist eine ernste Erkrankung, die auftritt, wenn der Körper extrem auf eine Infektion reagiert. Es kann Organe schädigen und ziemlich tödlich sein. Man könnte sagen, es ist wie das Alarmsystem des Körpers, das verrückt spielt; anstatt sich auf die Infektion zu konzentrieren, fängt es an, sich selbst anzugreifen. Diese chaotische Reaktion kann zu Organversagen führen, und Statistiken zeigen, dass jedes Jahr viele Menschen von Sepsis betroffen sind, wobei ein bemerkenswerter Prozentsatz es nicht übersteht.

Die Folgen von Sepsis

Die Überlebenden von Sepsis haben nicht einfach die Sache hinter sich. Viele, die das Glück haben, durchzukommen, stehen oft vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Dazu gehören:

  • Erhöhtes Risiko für Infektionen: Nach Sepsis kann das Immunsystem anfälliger werden und hat vielleicht Schwierigkeiten, selbst die mildesten Infektionen zu bekämpfen.

  • Chronische Veränderungen der Immunzellen: Die Immunzellen, insbesondere Monozyten, können nach Sepsis "umprogrammiert" werden. Das bedeutet, dass sie in Zukunft möglicherweise nicht so effektiv funktionieren.

  • Niedriggradige Entzündungen: Einige Überlebende leiden unter anhaltenden Entzündungen, was ziemlich lästig sein kann.

  • Zellschäden: Moleküle, die auf Schäden im Körper hinweisen, können freigesetzt werden, was die Genesung noch komplizierter macht.

Wie Sepsis die Blutproduktion beeinflusst

Unser Blut besteht aus verschiedenen Zelltypen, darunter die, die Infektionen bekämpfen. Diese werden im Knochenmark produziert, das wie eine Fabrik für Blutzellen ist. Nachdem man Sepsis erlebt hat, können die Produktionslinien blockiert werden, was zu veränderten Zelltypen und -zahlen führt.

Hämatopoetische Stammzellen

Im Zentrum der Blutproduktion stehen die hämatopoetischen Stammzellen (HSCs). Das sind die ursprünglichen Zellen, die sich in jeden Zelltyp verwandeln können. Mit dem Alter kann die Anzahl der HSCs zunehmen, aber Sepsis kann diese Produktion auf Hochtouren bringen, insbesondere für bestimmte Arten von weissen Blutkörperchen.

Was passiert während der Genesung?

Nach einer Episode von Sepsis durchläuft der Körper Veränderungen. HSCs können weniger reaktionsfreudig werden, was zu Problemen führt, die wir als "HSC-Ermüdung" bezeichnen. Das bedeutet, sie sind weniger in der Lage, neue Blutzellen effizient zu produzieren. Es ist, als hätten die Fabrikarbeiter nach Überstunden während der Sepsis-Episode einen verlängerten Urlaub genommen!

Trainierte Immunität – Das Gute und das Schlechte

Es gibt ein Konzept namens "trainierte Immunität", das besagt, dass einige Immunzellen sich an ihre Begegnungen mit Krankheitserregern erinnern können. Nach Sepsis scheint es, dass bestimmte Immunzellen "trainiert" werden, aber nicht immer zum Besseren. Anstatt bereit zu sein, Infektionen abzuwehren, könnten sie weniger effektiv werden, was zu einer Verwirrung im Immunsystem führt.

Stell dir deine Immunzellen wie Soldaten vor, die in einer Schlacht (der ursprünglichen Infektion) tapfer gekämpft haben. Sie kommen zurück und bekommen eine Medaille, aber jetzt denken sie, dass jedes kleine Geräusch eine Bedrohung ist. Das bedeutet, sie könnten überreagieren auf Dinge, die normalerweise kein Problem wären, und das kann zu chronischen Entzündungen führen.

Profiling des Immunsystems nach Sepsis

Um ein klareres Bild davon zu bekommen, wie Sepsis das Immunsystem durcheinander bringt, haben Forscher das Blut von Menschen verglichen, die Sepsis überlebt haben, mit dem von Menschen, die keine Sepsis hatten. Dabei wurde untersucht, welche Arten und Mengen von verschiedenen Immunzellen im Blut vorhanden sind.

Ergebnisse aus der Forschung

  1. Zirkulierende Vorläuferzellen: Überlebende von Sepsis zeigen eine Zunahme bestimmter Arten von Vorläuferzellen, die sich schliesslich zu verschiedenen Blutzellen entwickeln. Das deutet auf eine Veränderung hin, wie der Körper Blut zellt, lange nachdem die ursprüngliche Infektion vorbei ist.

  2. Abnahme der Neutrophilen: Neutrophile sind entscheidend für die Bekämpfung von Infektionen. Bei Überlebenden von Sepsis können die Zahlen dieser Zellen niedriger sein, was auf ein langfristiges Problem mit der Immunreaktion hinweist. Es ist wie weniger Feuerwehrleute, die zur Verfügung stehen, wenn ein Feuer ausbricht!

  3. Immature Immunzellen: Überlebende von Sepsis haben oft eine Zunahme unreifer Immunzellen, die nicht so effektiv bei der Bekämpfung von Infektionen sind. Das bedeutet, dass der Körper zwar mehr Zellen produzieren kann, viele von ihnen jedoch nicht der richtige Typ sind, um Eindringlinge zu bekämpfen.

Makrophagen – Die Aufräumkolonne

Makrophagen sind eine Art von Immunzelle, die eine Schlüsselrolle bei der Beseitigung von Ablagerungen nach einer Infektion spielt und das restliche Immunteam signalisiert, zu reagieren. Nach Sepsis zeigen die aus HSCs abgeleiteten Makrophagen einige metabolische Probleme.

Metabolische Einschränkungen

Diese Makrophagen zeigen eine geringere Aktivität in einigen wichtigen Energiewegen, was sie weniger effizient macht, um Brennstoff zu verbrennen. Sie sind wie Autos, die wenig Benzin haben und nicht schneller werden können, wenn sie es brauchen. Das kann ihre Fähigkeit beeinträchtigen, angemessen auf künftige Infektionen zu reagieren, was das Risiko für den Überlebenden erhöht.

Signalwege und Zellkommunikation

Im Körper kommunizieren Zellen über verschiedene Wege. Zwei wichtige Signalwege wurden bei Überlebenden von Sepsis identifiziert:

  1. NF-κB-Weg: Dieser Weg ist entscheidend für inflammatorische Reaktionen. Bei Überlebenden von Sepsis ist dieser Weg aktiviert, was zu einer überaktiven entzündlichen Reaktion führen kann.

  2. JAK-STAT-Weg: Dieser Weg reagiert auf Signale von Immunmodulatoren. Es wurde festgestellt, dass bei Überlebenden von Sepsis auch hier eine erhöhte Aktivität vorliegt, was ihre Immunreaktion weiter kompliziert.

Die Rolle von Interferon

Interferone sind Proteine, die mehrere Rollen in der Immunantwort spielen. Nach Sepsis können bestimmte Typen von Interferonen, wie Typ-I-Interferone, eine erhöhte Aktivität zeigen. Das führt zu Veränderungen in den Immunzellen, die möglicherweise nicht helfen, sondern das Immunsystem in einem ständigen Bereitschaftszustand halten, was es auf Dauer ermüden kann.

Auswirkungen von Interferon auf die Makrophagenentwicklung

Als Forscher gesunde Blutzellen mit Interferon behandelten, fanden sie heraus, dass:

  • Die Anzahl der Zellen im Laufe der Zeit abnahm, was es dem Immunsystem erschwert, das Gleichgewicht zu halten.

  • Einige Zellen in eine monocytenartige Linie umschwenkten, die möglicherweise nicht so effektiv gegen verschiedene Infektionen kämpfen kann.

Das grosse Ganze – Auswirkungen auf die Genesung

Diese Erkenntnisse werfen Licht darauf, was nach Sepsis passiert und machen klar, dass Genesung nicht nur darum geht, die ursprüngliche Infektion zu überstehen. Die langfristigen Auswirkungen auf die Blutproduktion und Funktionalität können Überlebende anfälliger für Infektionen machen.

Chancen für Therapien

Zu verstehen, wie Sepsis das Immunsystem beeinflusst, eröffnet Möglichkeiten für neue Behandlungen. Es könnte Wege geben, das Immunsystem durch Ernährung, Medikamente oder andere Methoden "zurückzusetzen", um den Überlebenden zu helfen, einen normalen Immunzustand wiederzuerlangen.

Fazit – Ein Aufruf zum Handeln

Sepsis ist kein einmaliges Ereignis; sie kann die Landschaft des Immunsystems auf nachhaltige Weise verändern. Indem wir mehr über diese Veränderungen lernen, können wir auf bessere Unterstützung und Behandlungsoptionen für diejenigen hinarbeiten, die gegen Sepsis gekämpft haben. Also lasst uns wachsam bleiben und unsere Immunsysteme bereit halten; schliesslich will niemand ohne Feuerwehrleute dastehen, wenn die nächste Infektion anklopft!

Originalquelle

Titel: Sepsis induces long-term reprogramming of human HSPCs and drives myeloid dysregulation in sepsis survivors

Zusammenfassung: Sepsis is a life-threatening condition characterised by an overwhelming immune response and high fatality. While most research has focused on its acute phase, many sepsis survivors remain immunologically weakened leaving them susceptible to serious complications from even mild infections. The mechanisms underlying this prolonged immune dysregulation remain unclear, limiting effective interventions. Here, we analysed whether sepsis induced long-term "training" in hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs), imprinting changes that persist in their myeloid progeny. Peripheral blood analysis of 8 sepsis survivors, 12 patients with septic shock, and 10 healthy donors revealed a significant expansion of CD38+ progenitors in survivors, with increases in megakaryocyte-erythroid and granulocyte-monocyte progenitors, and reduced mature neutrophil counts. This shift suggests impaired granulopoiesis, favouring immature, immunosuppressive granulocytes. Differentiated macrophages from survivors HSPCs exhibited impaired metabolic pathways after lipopolysaccharide stimulation, with downregulation of tricarboxylic acid cycle and glycolysis genes, indicating altered immune metabolism. Pathway analysis revealed enhanced type-I interferon (IFN) and JAK-STAT signalling in survivors macrophages, reflective of potentially tolerance-prone reprogramming. Finally, exposing healthy donor HSPCs to IFN{beta} during macrophage differentiation reduced HSPC proliferation, increased apoptosis, and induced a metabolic shift towards glycolysis over mitochondrial respiration. Together, these findings suggest that sepsis induces lasting reprogramming in HSPCs leading to myeloid progeny with altered immune memory that might drive immune dysregulation in survivors. These data open avenues to explore potential targets to better manage long-term immune alterations in sepsis survivors. KEY POINTSO_LISepsis induces long-term alterations in HSPCs, leading to the expansion of immature progenitors and metabolic dysregulation of their progeny. C_LIO_LIType-I IFN signalling reprograms macrophage differentiation, affecting their metabolic function and reducing cell proliferation. C_LI

Autoren: Marco De Zuani, Petra Lázničková, Marcela Hortová Kohoutková, Veronika Bosáková, Ivana Andrejčinová, Natália Vadovičová, Veronika Tomášková, Alexandra Mýtniková, Julie Štíchová, Tomáš Tomáš, Jiří Hrdý, Kristýna Boráková, Stjepan Uldrijan, Marcela Vlková, Vladimír Šrámek, Martin Helán, Kamila Bendíčková, Jan Frič

Letzte Aktualisierung: 2024-12-17 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628447

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.14.628447.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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