Wissenschaftler entdecken verborgene biologische Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Immunsystemen

Obwohl Lupus bei bis zu neun Frauen auf einen Mann vorkommt, blieben die biologischen Ursachen für dieses Ungleichgewicht unklar. Die Forscher haben nun mehr als 1.000 genetische Schalter identifiziert, die sich in männlichen und weiblichen Immunzellen unterschiedlich verhalten. Diese Unterschiede scheinen die entzündliche Aktivität bei Frauen zu erhöhen.

Die The American Journal Human Genetics veröffentlichte Studie liefert neue Belege dafür, dass sich Erkrankungen bei Männern und Frauen unterschiedlich entwickeln können.

Die Forschenden betonen, dass die Ergebnisse zudem die Bedeutung einer Einbeziehung beider Geschlechter in medizinische Studien unterstreichen, die historisch überwiegend männliche Teilnehmer untersucht haben. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Immunsystem mit geschlechtlicher Differenzierung betrachtet werden muss.

Was die Studie zeigt

Obwohl wir wissen, dass sich die Immunsysteme von Männern und Frauen unterscheiden, übersehen viele Studien diese Unterschiede noch, was unser Verständnis änken und Behandlungsoptionen verzerren kann", sagt Dr. Seyhan Yazar, Erstautorin der Studie.

Single-Cell-Technologie enthüllt Immuntrends Bis vor kurzem untersuchten Wissenschaftler die Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Immunsystemen hauptsächlich mittels Bulk-Blutanalyse, die die Aktivität über viele Zellen hinweg mittelt und wichtige zelluläre Unterschiede verschleiern kann.

Fortschritte in der Single-Cell-Technologie ermöglichen Forschenden nun, einzelne Immunzellen in weitaus größerem Detail zu untersuchen. Diese Studie ist die erste, die geschlechtsspezifische Unterschiede Immunsystem in diesem Maßstab mit Single-Cell-Auflösung analysiert.

Was die Studie zeigt

Das Forschungsteam untersuchte mehr als 1,25 Millionen periphere Blutzellen, die Immunzellen Blutkreislauf sind, 1.000 gesunden Probanden. Die Freiwilligen gehörten zum australischen OneK1K-Projekt, das erforscht, wie Gene das Verhalten prägen. Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede zwischen dem männlichen und weiblichen Immunsystem.

Männer wiesen eine höhere Anzahl Monozyten auf, die als frühe Immunantwortzellen fungieren, und ihre Genaktivität konzentrierte sich stärker auf grundlegende Zellwartung und Proteinsynthese.

Frauen zeigten höhere Spiegel an B-Zellen und regulatorischen T-Zellen sowie eine stärkere Aktivität in entzündungsassoziierten Signalwegen. „Während dieses hochreaktive Immunprofil Frauen einen Vorteil bei der Bekämpfung, geht es mit einem biologischen Kompromiss einher: einer erhöhten Anfälligkeit für Autoimmunerkrankungen." „Im Gegensatz dazu sind männliche Immunzellen weniger auf Entzündungen vorbereitet, was Männer Allgemeinen anfälliger für Infektionen und nicht-reproduktive Krebsarten macht", sagt Co-Autorin Dr.

Was die Studie zeigt

Sara Ballouz, Senior Lecturer an der UNSW. Entzündungspfade und Autoimmunrisiko Die Forscher erklärten, dass ein hochreaktives Immunsystem in einem dauerhaften Alarmzustand verbleibt.

Zwar hilft dies dem Körper, schnell auf Bedrohungen zu reagieren, doch erhöht es gleichzeitig das Risiko für „Freundschaftsfeuer", bei dem das Immunsystem versehentlich gesundes Gewebe angreift und Autoimmunerkrankungen auslöst.

Durch die Untersuchung einzelner Zellen stellten die Wissenschaftler geschlechtsspezifische genetische Variationen fest, die frühere Studien mit Zellgemischen übersehen hatten. Ihr Fokus lag auf genetischen Schaltern, den sogenannten Expression Quantitative Trait Loci (eQTL), die steuern, wie stark bestimmte Gene aktiviert werden.

Was die Studie zeigt

Wissenschaftler gehen seit langem davon aus, dass diese immunologischen Unterschiede hauptsächlich herrühren. Allerdings zeigte die Studie, dass die meisten dieser geschlechtsspezifischen genetischen Schalter nicht auf den Geschlechtschromosomen lokalisiert sind.

Stattdessen erschienen die meisten davon auf Autosomen, den nicht-geschlechtsbezogenen Chromosomen, die sowohl Männern als auch Frauen gemeinsam sind. Die Forscher identifizierten mehr als 1.000 dieser genetischen Schalter. Das Team verknüpfte zudem mehrere dieser genetischen Regulationsmechanismen direkt mit dem Risiko für Autoimmunerkrankungen.

Sie erkannten Varianten, die mit einer weiblich dominierten Aktivität in zwei Genen Verbindung stehen, die mit dem systemischen Lupus erythematosus assoziiert sind; dies könnte dazu beitragen zu erklären, warum Lupus bei Frauen deutlich häufiger auftritt. Genetische Hinweise könnten zukünftige Therapien prägen.

Was die Studie zeigt

Die Forscher betonten, dass die Genetik nur einer, der das Risiko für Autoimmunerkrankungen beeinflusst – neben Hormonen und anderen biologischen Einflüssen.

Dennoch betonen sie, dass diese vererbten genetischen Unterschiede ein wichtiges Grundgerüst bilden, das die Funktionsweise des Immunsystems prägt. „Dies ist das erste Mal, dass wir nachweisen konnten, dass diese Unterschiede auf der Ebene der genetischen Regulation auftreten und so einen neuen Einblick in die menschliche Immunabwehr bieten", sagt Dr.

Ballouz. „Da wir gezeigt haben, dass geschlechtsverteilungs-biased Gene stark Entzündungswege angereichert sind, verfügen wir nun über einen weiteren biologischen Grund dafür, warum das Immunsystem bei Frauen leichter versehentlich körpereigene Gewebe angreift." Die Ergebnisse könnten zudem dazu beitragen zu erklären, warum gängige Autoimmuntherapien nicht bei allen Patientengruppen gleich wirksam sind.

Technischer Hintergrund

Die Forscher betonen, dass die Identifizierung dieser spezifischen genetischen Pfade die Notwendigkeit gezielter Therapien unterstreicht, anstatt breit wirksame Immunsuppressiva einzusetzen, die das gesamte Immunsystem beeinträchtigen.

Die Forscher fordern personalisierte Autoimmuntherapien. „Unsere Ergebnisse liefern starke Belege dafür, dass Autoimmunerkrankungen bei Frauen und Männern möglicherweise nicht identisch sind und dass auch die Behandlungsansätze nicht zwangsläufig gleich sein müssen." „Derzeit verlassen sich Kliniker bei den meisten Autoimmunerkrankungen auf einen einheitlichen Behandlungsansatz – hier ist ein inklusiverer Ansatz erforderlich", sagt Dr.

Yazar. „Wenn wir das Potenzial der personalisierten Medizin verwirklichen wollen, müssen wir diese grundlegenden biologischen Variablen verstehen", fügt Professor Joseph Powell hinzu, Co-Seniorenautor und Direktor des Translational Genomics Programms. „Behandlungen müssen nicht nur auf die Erkrankung zugeschnitten sein, sondern auch darauf, wie das Immunsystem eines Patienten auf genetischer Basis auf Baseline-Ebene funktioniert." Referenz: „The impact of sex on the immune system explored at the single-cell level", Jose Alquicira-Hernandez, Kristof Wing, Anne Senabouth, Stacey Andersen, Kirsten A.