Eine aktuelle Publikation mit Beteiligung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des DZL-Standorts BREATH liefert neue Erkenntnisse zur Rolle des Alarmins S100A8 in der Immunabwehr der Lunge. Die im Journal Infectious Diseases veröffentlichte Studie zeigt, dass das Fehlen von S100A8 die Abwehr gegen Streptococcus pneumoniae deutlich beeinträchtigt und damit den Verlauf und die Schwere bakterieller Pneumonien negativ beeinflusst.
Bakterielle Pneumonien, insbesondere durch Pneumokokken verursacht, zählen weltweit zu den häufigsten schweren Infektionskrankheiten der Atemwege. Während Mitglieder der S100-Proteinfamilie – insbesondere S100A9 – bereits als wichtige Faktoren der angeborenen Immunantwort bekannt sind, war die spezifische Funktion von S100A8 im Lungengewebe bislang nur unzureichend charakterisiert. Genau hier setzt die aktuelle Untersuchung an.
„Ziel unserer Untersuchung war es, die funktionelle Bedeutung von S100A8 im Kontext bakterieller Lungeninfektionen zu klären und die Mechanismen einer gestörten lokalen Immunität besser zu verstehen“, erläutert die BREATH-Wissenschaftlerin Dr. Lena Ostermann. Dafür kombinierten die Forschenden experimentelle Pneumokokkeninfektionen in S100A8-defizienten Mausmodellen mit Analysen bronchoalveolärer Proben von Patientinnen und Patienten mit Pneumonie.
Die Ergebnisse zeigen ein klares Bild: In Abwesenheit von S100A8 ist die bakterielle Clearance im Lungengewebe deutlich reduziert. Gleichzeitig kommt es zu einer verstärkten Rekrutierung neutrophiler Granulozyten, begleitet von interstitiellen und alveolären Ödemen sowie ausgeprägterer Gewebeschädigung. Mechanistisch identifizierte das Team eine neutrophilen Elastase-abhängige Degradation der Surfactant-Proteine SP-A und SP-D, die unter physiologischen Bedingungen eine zentrale Schutzfunktion in der Lunge übernehmen. Ihre Inaktivierung schwächt die alveoläre Barriere und begünstigt die Persistenz der Erreger.
Auch in klinischen Proben zeigten sich veränderte S100A8/A9-Spiegel, die mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelierten. Damit erweitert die Studie das Verständnis der alveolären Immunregulation und positioniert S100A8 als wichtigen Modulator zwischen effektiver Erregerabwehr und entzündungsbedingter Lungenschädigung. Besonders bemerkenswert ist zudem, dass die Gabe rekombinanter S100A8/A9-Proteine im Mausmodell zu einer deutlichen Verbesserung des Krankheitsverlaufs führte und somit potenzielle therapeutische Ansätze aufzeigt.
„Unsere Daten zeigen, dass S100A8 nicht nur als Biomarker zur besseren Charakterisierung bakterieller Pneumonien dienen könnte, sondern perspektivisch auch ein therapeutisches Ziel darstellt, um die pulmonale Immunantwort gezielt zu modulieren“, betont Prof. Ulrich Maus, Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Pneumologie und BREATH-PI. „Langfristig sehen wir hier großes Potenzial, diagnostische Strategien weiter zu verfeinern, etwa zur besseren Abgrenzung bakterieller und viraler Pneumonien, und individualisierte Behandlungsansätze zu entwickeln. Dies könnte dazu beitragen, die Versorgung von Patientinnen und Patienten mit schwerer Pneumonie sowie mit akutem Lungenversagen (ARDS) nachhaltig zu verbessern“, ergänzt PD Dr. Benjamin Seeliger, Oberarzt für Intensivmedizin und Pneumologie an der Medizinischen Hochschule Hannover.
Originalpublikation:
Ostermann L, Seeliger B, Peukert K, Steinmetz LK, Flasche C, Maus R, Stolper J, Vogl T, Pich A, Bode C, Neumann K, Brand K, Tessier PA, Roth J, Maus UA. Lack of S100A8 impairs lung protective immunity against Streptococcus pneumoniae. J Infect Dis. 2025 Dec 26:jiaf647. doi: 10.1093/infdis/jiaf647. Epub ahead of print. PMID: 41456938.
Quelle: BREATH
