Studie zeigt: Auch Menschen könn(t)en wahrscheinlich Krankheitskeime riechen

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Symbolbild: Nase Copyright: unbek

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Kaiserslautern (Deutschland) – Obwohl diese Fähigkeit bei Tieren beobachtet werden konnte und auch einigen Menschen nachgesagt wird, gilt die Fähigkeit, Krankheiten ohne eine medizinischen Anamese und Diagnose über die Sinne wahrzunehmen, weithin als „über-sinnlich“ und wurde deshalb von vielen Naturwissenschaftlern lange Zeit belächelt. Zwar gänzlich unabhängig von dieser Fragestelllung, haben Immunologen sich erneut der Rolle des Geruchs- und Geschmacksinns bei der Abwehr von Krankheitskeimen angenommen und eine erstaunliche Beobachtung gemacht. Diese könnte die oft als unheimliche erlebte  Fähigkeit von Tieren – und vielleicht auch einiger Menschen erklären – denen nachgesagt wird, Krankheiten buchstäblich riechen zu können.

Tatsächlich, so berichtet das Team um Professor Bernd Bufe vom Lehrstuhl Molekulare Immunologie und Immunsensorik vom Campus Zweibrücken der Hochschule Kaiserslautern aktuell im Fachjournal „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/s41467-019-12842-x), meiden etwa Mäuse erkrankte Artgenossen. Dabei spiele ein spezielles Riechorgan eine Rolle, mit denen sie infizierte Tiere erkennen können.

Hintergrund
Neben Mäusen sind auch andere Tierarten dafür bekannt, dass sie Krankheiten beim Menschen erschnüffeln können: Während Hunde scheinbar in der Lage sind, Lungenkrebs zu riechen und Fruchtfliegen Brustkrebs erkennen können, werden Riesenhamsterratten sogar schon zur Tuberkulose-Erkennung trainiert. Obwohl die Erfolgsquoten in den Tierexperimenten respektabel sind, spielt die Geruchsdiagnostik in der medizinischen Diagnose bislang immer noch – wenn überhaupt – nur eine deutlich untergeordnete Rolle.

In ihrer Studie ist es den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen nun gelungen, einen neuen Mechanismus aufzuzeigen, den der Geruchssinn und das Immunsystem gemeinsam zur Erkennung und Verhinderung von Infektionen nutzen.

Doch können auch wir Menschen drohende Infektionen riechen? „Wir haben eine überraschende Entdeckung gemacht“, erklärt Bufe und führt weiter aus: „Es gibt Rezeptoren, die vom Geruchssinn und dem Immunsystem gemeinsam zur Verhinderung von Infektionen genutzt werden. Unsere neue Studie zum Riechsystem, die wir in intensiver Zusammenarbeit mit Prof. Zufall von der Universität des Saarlandes am Jakobsonschen Organ der Maus durchgeführt haben zeigt, dass Mäuse typische Stoffwechselprodukte von hochgefährlichen Bakterien mit diesem Organ wahrnehmen und vermeiden können.“

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Mäuse so erläutert die Pressemitteilung der Hochschule Kaiserslautern, seien hierfür die idealen Studienobjekte, das sie einen sehr ausgeprägten Geruchssinn besitzen: „Beim Jakobsonschen Organ handelt es sich um ein spezielles Geruchsorgan der Maus, das wie die Riechschleimhaut dem olfaktorischen System zugeordnet wird. Verschiedene Rezeptoren in diesem Geruchsorgan steuern das Verhalten. Setzt man das Tier dem Geruch eines erkrankten Artgenossens aus, geht es diesem aus dem Weg. Schalten wir den dafür zuständigen Rezeptor aus, fällt auch das Vermeidungsverhalten der Maus weg.“

Nach Ansicht der Wissenschaftler schützen sich die Tiere mit diesem Mechanismus vor Infektionen durch Bakterien. Die Arbeitsgruppe um Professor Bufe stellt sich nun die Frage: Existieren ähnliche Rezeptoren auch in den Sinnesorganen des Menschen und kann man sie benutzen, um Krankheiten zu erkennen?

„Noch sind sie nicht genau bekannt, aber auch beim Menschen gibt es ähnliche Rezeptoren, die beim Eindringen von Bakterien eingreifen könnten, lange bevor andere Teile des Immunsystems aktiv werden.“ So helfen beispielsweise Geruchs- und Geschmackrezeptoren dabei, von Bakterien verdorbene Nahrung zu erkennen und zu meiden.

„Wir wissen, dass solche Rezeptoren exzellent geeignet sind, komplexe chemische Signaturen von Krankheitserregern zu erkennen und dass einige von ihnen auch in Immunzellen vorkommen“, erklärt Bufe.

Hintergrund
2018 berichteten Mediziner der University of Manchester über ihre Forschungsarbeit für die Entwicklung einer neuen Diagnostik-Test zur Früherkennung von Parkinson. Ein Großteil des Erfolgs verdankt das Projekt der ungewöhnlichen Fähigkeit der Krankenschwester Joy Milne, die eine Erkrankung an der Parkinson-Krankheit schon Jahre vor der medizinischen Erstdiagnose sprichwörtlich riechen kann. Erstmals auf ihre Fähigkeit aufmerksam wurde Milne, als sie bei ihrem eigenen Mann einen eigenartigen Geruch feststellt, der sich auch durch geseigerte Hygienemaßnahmen nicht beheben ließ. Während sie die Geruchsveränderung zunächst hinnahm, wurde bei ihrem Mann sechs Jahre später (!) Parkinson diagnostiziert. Auf einem ersten Treffen einer Betroffenengruppe bemerkte die damalige Krankenschwester dann, dass auch alle anderen Teilnehmer der Selbsthilfegruppe genau so rochen, wie jener Geruch, der ihr vor Jahren bei ihrem Mann so unangenehmen aufgefallen war. (…GreWi berichtete).

Laut der Hypothese der Arbeitsgruppe könnten diese Rezeptoren daher auch bei der Immunabwehr behilflich sein. Ziel weiterer Forschungen ist es deshalb, herauszufinden, ob solche Rezeptoren beteiligt sind und was nach der Aktivierung der Rezeptoren genau passiert.

Dazu untersucht das Team im Folgenden die evolutionäre Entwicklung der Rezeptoren bei unterschiedlichen Tieren an. „Wir untersuchen die Gründe, warum manche Tierarten durch bestimmte Bakterien infiziert werden und andere nicht. Dies hilft uns zu verstehen wie wir Infektionen besser verhindern können.“

Zum Thema

Die Arbeitsgruppe hat sich auf die Erforschung von Formylpeptiderezeptoren spezialisiert. Einzelne Vertreter der Rezeptoren erkennen mehr als 100.000 extrem unterschiedliche bakterielle Signalpeptide. Diese Signalpeptide der Krankheitserreger transportieren Eiweißmoleküle an die Zelloberfläche. „Man kann sich das vorstellen wie ein Barcode oder ein Adressaufkleber, und diese Barcodes können von den Formylpeptiderezeptoren des Immunsystems wahrgenommen werden“, sagt Bufe. „Rezeptoren für Signalpeptide findet man nicht nur in Immunzellen, sondern auch an anderen Stellen im Körper, zum Beispiel im Darm. Deshalb vermutet die Arbeitsgruppe, dass die Wahrnehmung dieser Peptide dem Körper an vielen Stellen bei der Abwehr von Krankheitskeimen hilft.

Ein besseres Verständnis dieser Prozesse könne zu neuen Therapieansätzen für den Kampf gegen antibiotikaresistente Bakterien führen sowie zu der Bekämpfung bestimmter Darmerkrankungen beitragen, so die Forscher abschließend.

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Engländerin riecht Parkinson-Krankheit schon Jahre vor der Erstdiagnose 3. Januar 2018

Quelle: Hochschule Kaiserslautern

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