Das adaptive Immunsystem der sich entwickelnden Lunge - BALT und dendritische Zellen beim Menschen und im Rattenmodell

Das Immunsystem der Lunge besteht aus spezifischen (Lymphozyten) und unspezifischen Immunzellen (Makrophagen, dendritische Zellen u. a.) in sehr unterschiedlichen Gewebekompartimenten der Lunge [1]. Das vor allem den Klinikern bekannte Kompartiment ist der bronchoalveoläre Raum, der mit der BAL klinisch zugänglich ist. Ein weiterer, oft zitierter Bestandteil ist das Bronchus-assoziierte lymphatische Gewebe (BALT). Dies gilt allerdings nur in den ersten zwei Lebensdekaden, da später beim gesunden Erwachsenen kein BALT mehr nachzuweisen ist [2] [3]. Über die Entwicklung des örtlichen Immunsystems in der Lunge von der Embryonalphase bis zum Adulten und darüber hinaus zum alten Menschen ist bisher nur wenig bekannt. Gleichwohl sind diese Kenntnisse im Lichte der „Hygienehypothese” und der Zunahme von Asthma bronchiale in den industrialisierten Ländern von zunehmender Bedeutung. BALT findet man in ca. 40 % der Lungen von Kindern und Jugendlichen. Es ist beteiligt an der Aufnahme von Allergenen und Bakterien und leitet lokale Immunantworten ein. Es entsteht beim Menschen nach der Geburt und ist später nicht mehr nachweisbar. Unter besonderen Umständen chronischer Reizungszustände oder als Begleiterscheinung von systemischen Erkrankungen kann es auch beim Erwachsenen wieder neu entstehen [1]. Interessanterweise gibt es bei Kindern häufig ein gleichzeitiges Auftreten von BALT und ähnlichen Strukturen in der Schleimhaut des Kehlkopfes und der Nase [4]. Ein wissenschaftlich und klinisch interessanter Ansatz ist, das BALT über ein geeignetes Aerosol zu induzieren bzw. reinduzieren und zu aktivieren [5]. Vielleicht ließe sich anschließend an die Induktion des BALT eine mukosale Impfung über die Inhalation eines Aerosols erreichen, was eine Bedeutung zur Pneumonieprophylaxe allgemein oder bei Risikopatienten erlangen könnte. Auch dendritische Zellen besiedeln die Schleimhaut der Trachea nach der Geburt, was von Umweltfaktoren und Infektionen beeinflusst wird [6]. Daten zur Verteilung und Charakterisierung von dendritischen Zellen in den einzelnen Abschnitten der Bronchien und Alveolen liegen für den Menschen bisher noch nicht vor.

Wenn man im Tiermodell der Ratte Immunantworten induziert, erhält man deutlich altersabhängige Effekte [7]. Dieses weist darauf hin, dass das sich entwickelnde Lungenimmunsystem je nach Alter unterschiedlich auf Aktivierung und Infektion reagieren kann, was auch durch klinische Erfahrungen wie z. B. die RSV-Infektion oder Pneumonieanfälligkeit bei kleinen Kindern unterstützt wird. Weitere Forschungsanstrengungen auf diesem Gebiet scheinen daher äußerst sinnvoll ([Abb. 1], [2]).

Abb. 1 Schematische Darstellung der zellulären Komposition von BALT. Entscheidend sind die Lage in den Luftwegen mit der Infiltration des unmittelbar darüberliegenden Epithels durch Lymphozyten und die so genannten hochendothelialen Venulen (HEV's) in der von T-Lymphozyten besiedelten Region, über die Lymphozyten in das BALT einwandern können. BALT ist kein Lymphknoten und hat keine Kapsel, weiterhin ist es keine entzündliche Infiltration, als die es häufig fehlgedeutet wird.

Abb. 2 BALT ist in vielen Spezies beschrieben, wie in diesem Cartoon angedeutet wird. Die Darstellung ist aus Platzgründen nicht umfassend. Nur bei wenigen Spezies ist der Einfluss des Alters und von Umweltfaktoren auf das BALT bisher untersucht.

Literatur

• 1 Pabst R, Tschernig T. Lymphocytes in the lung: an often neglected cell. Numbers, characterization and compartmentalization.  Anat Embryol. 1995;  192 293-299
• 2 Tschernig T, Pabst R. Bronchus-associated lymphoid tissue (BALT) is not present in the normal adult lung but in different diseases.  Pathobiol. 2000;  68 1-8
• 3 Hiller A S, Tschernig T, Kleemann W J. et al . Bronchus-associated lymphoid tissue (BALT) and larynx-associated lymphoid tissue (LALT) are found at different frequencies in children, adolescents and adults.  Scand J Immunol. 1998;  47 159-162
• 4 Debertin A S, Tschernig T, Schürmann A. et al . Coincidence of different structures of mucosa-associated lymphoid tissue (MALT) in the respiratory tract of children: no indications for enhanced mucosal immunostimulation in sudden infant death syndrome (SIDS).  Clin Exp Immunol. 2006;  146 54-49
• 5 Lührmann A, Tschernig T, Pabst R. Stimulation of bronchus-associated lymphoid tissue in rats by repeated inhalation of aerosolized lipopeptide MALP-2.  Pathobiology. 2002 - 2003;  70 266-269
• 6 Tschernig T, de Vries V C, Debertin A S. et al . Density of dendritic cells in the human tracheal mucosa is age dependent and site specific.  Thorax. 2006;  61 986-991
• 7 Lührmann A, Grote K, Stephan M. et al . Local pulmonary immune stimulation by the Toll-like receptor 2 and 6 ligand MALP-2 in rats is age dependent.  Immunol Lett. 2007;  108 167-173