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Immunologische Prägung: Erste Kindergrippe erklärt, warum ein Virus manche Menschen härter trifft als andere

15. Februar 2020 | Allgemein | Familie | Soziales | Gesundheit | Ernährung | Medizin | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

 

Warum können manche Menschen die Grippe besser verkraften und schneller bekämpfen als andere? Einer neuen Studie zufolge hängt ein Teil der Antwort mit dem ersten Grippestamm zusammen, dem wir in der Kindheit begegnen.

Wissenschaftler der UCLA und der Universität von Arizona haben herausgefunden, dass die Fähigkeit der Menschen, das Grippevirus zu bekämpfen, nicht nur durch die Subtypen der Grippe bestimmt wird, sondern auch durch die Reihenfolge, in der Menschen von den Viren infiziert werden. Ihre Studie wird in der frei zugänglichen Zeitschrift PLoS Pathogens veröffentlicht.

Die Forschung bietet eine Erklärung dafür, warum es einigen Menschen viel schlechter geht als anderen, wenn sie mit dem gleichen Stamm des Grippevirus infiziert sind, und die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Strategien zur Minimierung der Auswirkungen der saisonalen Grippe zu entwickeln.

Darüber hinaus haben Wissenschaftler der UCLA, darunter Professor James Lloyd-Smith, der ebenfalls ein leitender Autor der PLoS Pathogens-Forschung war, vor kurzem eine Studie abgeschlossen, die reisebezogene Untersuchungen auf das neue neuartige Coronavirus 2019-nCoV analysiert.

Die Forscher berichten, dass das Screening von Reisenden auf das Coronavirus 2019 nicht sehr effektiv ist – dass es im Durchschnitt weniger als die Hälfte der infizierten Reisenden erfaßt – und dass die Viren bei den meisten infizierten Reisenden nicht nachweisbar sind, d.h. dass sie noch keine Symptome zeigen und sich nicht bewusst sind, dass sie dem Virus ausgesetzt waren.

„Dies stellt die Regierungsbeamten und die Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens vor die Aufgabe, die Reisenden nach ihrer Ankunft zu betreuen, sie zu isolieren und ihre Kontakte zu verfolgen, falls sie später krank werden“, sagte Lloyd-Smith, ein Professor der UCLA für Ökologie und Evolutionsbiologie. Viele Regierungen haben damit begonnen, Quarantänen oder sogar Reiseverbote zu verhängen, da sie erkennen, dass das Screening nicht ausreicht, um die Ausbreitung des Coronavirus zu stoppen.

Eine große Sorge, so Lloyd-Smith, sei, dass andere Länder, insbesondere Entwicklungsländer, nicht über die Infrastruktur und die Ressourcen für diese Maßnahmen verfügen und daher anfällig für die Einschleppung der Krankheit sind.

„Ein Großteil der Öffentlichkeit ist sehr besorgt darüber, dass das Virus nach Afrika oder Indien eingeschleppt wird, wo große Bevölkerungsgruppen keinen Zugang zu fortschrittlicher medizinischer Versorgung haben“, so Lloyd-Smith.

Die Forscher, darunter Wissenschaftler der Universität von Chicago und der London School of Tropical Hygiene and Medicine, haben eine kostenlose Online-App entwickelt, mit der die Menschen die Wirksamkeit von Reisescreenings auf der Grundlage einer Reihe von Parametern berechnen können.

 

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Die Lösung einer jahrzehntelangen Frage

Die PLoS-Pathogenstudie könnte zur Lösung eines Problems beitragen, das Wissenschaftler und Fachleute im Gesundheitswesen jahrzehntelang vor eine Herausforderung gestellt hat: warum derselbe Stamm des Grippevirus Menschen mit unterschiedlichen Schweregraden befällt.

Ein Team, dem einige derselben Wissenschaftler der UCLA und Arizona angehörten, berichtete 2016, dass die Exposition gegenüber Grippeviren in der Kindheit den Menschen für den Rest ihres Lebens einen teilweisen Schutz vor entfernt verwandten Grippeviren bietet. Biologen nennen die Idee, dass die vergangene Exposition gegenüber dem Grippevirus die zukünftige Reaktion einer Person auf Infektionen bestimmt, „immunologische Prägung“.

Die Forschungsarbeiten im Jahr 2016 haben dazu beigetragen, die weit verbreitete Annahme zu widerlegen, dass eine frühere Exposition gegenüber einem Grippevirus nur einen geringen oder gar keinen immunologischen Schutz gegen Stämme bietet, die vom Tier auf den Menschen überspringen können, wie z.B. jene, die als Schweinegrippe oder Vogelgrippe bekannten Stämme verursachen. Diese Stämme, die Hunderte von Spillover-Fällen schwerer Erkrankungen und Todesfälle beim Menschen verursacht haben, sind von globaler Bedeutung, weil sie Mutationen erlangen könnten, die es ihnen ermöglichen, nicht nur von Tierpopulationen auf Menschen überzuspringen, sondern sich auch schnell von Mensch zu Mensch zu verbreiten.

In der neuen Studie untersuchten die Forscher, ob die immunologische Prägung die Reaktion der Menschen auf die bereits in der menschlichen Bevölkerung zirkulierenden Grippestämme erklären könnte und inwieweit sie die beobachteten Unterschiede in der Schwere der saisonalen Grippe bei Menschen verschiedener Altersgruppen erklären könnte.

Um zu verfolgen, wie sich verschiedene Stämme des Grippevirus auf Menschen in verschiedenen Altersgruppen auswirken, analysierte das Team Gesundheitsakten, die das Gesundheitsministerium von Arizona von Krankenhäusern und Privatärzten erhält.

Zwei Subtypen des Grippevirus, H3N2 und H1N1, waren in den letzten Jahrzehnten für die saisonalen Ausbrüche der Grippe verantwortlich. H3N2 verursacht die Mehrheit der schweren Fälle bei älteren Menschen mit hohem Risiko und die Mehrheit der Todesfälle durch die Grippe. H1N1 betrifft mit größerer Wahrscheinlichkeit junge und mittlere Erwachsene und verursacht weniger Todesfälle.

Die Daten aus der Gesundheitsakte zeigten ein Muster: Personen, die in der Kindheit erstmals der weniger schweren Belastung H1N1 ausgesetzt waren, wurden weniger wahrscheinlich ins Krankenhaus eingeliefert, wenn sie später im Leben erneut mit H1N1 in Kontakt kamen, als Personen, die erstmals H3N2 ausgesetzt waren. Und Menschen, die zum ersten Mal H3N2 ausgesetzt waren, erhielten einen zusätzlichen Schutz vor H3N2 im späteren Leben.

 

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Die Forscher analysierten auch die evolutionären Beziehungen zwischen den Grippestämmen. H1N1 und H3N2, gehören zu zwei getrennten Zweigen des Influenza-„Stammbaums“, sagte James Lloyd-Smith, ein Professor der UCLA für Ökologie und Evolutionsbiologie und einer der leitenden Autoren der Studie. Während eine Infektion mit dem einen dazu führt, dass das Immunsystem besser auf die Bekämpfung einer zukünftigen Infektion durch den anderen vorbereitet ist, ist der Schutz vor zukünftigen Infektionen viel stärker, wenn man Stämmen aus derselben Gruppe ausgesetzt ist, gegen die man schon einmal gekämpft hat, sagte er.

Die Aufzeichnungen zeigten auch ein anderes Muster: Menschen, die als Kind zum ersten Mal H2N2 ausgesetzt waren, einem engen Cousin von H1N1, hatten keinen Schutzvorteil, als sie später auf H1N1 stießen. Dieses Phänomen sei viel schwieriger zu erklären, da die beiden Untertypen zur selben Gruppe gehören und die früheren Arbeiten der Forscher zeigten, dass die Exposition gegenüber dem einen in einigen Fällen einen erheblichen Schutz vor dem anderen gewähren kann.

„Unser Immunsystem hat oft Schwierigkeiten, eng verwandte Stämme der saisonalen Grippe zu erkennen und sich gegen sie zu verteidigen, obwohl es sich dabei im Wesentlichen um die genetischen Schwestern und Brüder von Stämmen handelt, die noch vor wenigen Jahren im Umlauf waren“, sagte die Hauptautorin Katelyn Gostic, die zum Zeitpunkt der Durchführung der Studie eine Doktorandin der UCLA im Labor von Lloyd-Smith war und jetzt als Postdoc an der Universität von Chicago arbeitet. „Das ist verwirrend, denn unsere Forschung über die Vogelgrippe zeigt, dass wir tief in unserem Immungedächtnis eine gewisse Fähigkeit haben, die entfernt verwandten, genetischen dritten Vettern der Stämme, die wir als Kinder gesehen haben, zu erkennen und uns gegen sie zu verteidigen.

„Wir hoffen, dass wir durch die Untersuchung der Unterschiede in der Immunität gegen Vogelgrippe – wo unser Immunsystem eine natürliche Fähigkeit zum breit wirksamen Schutz zeigt – und gegen die saisonale Grippe – wo unser Immunsystem größere blinde Flecken zu haben scheint – Hinweise aufdecken können, die für die Entwicklung eines universellen Grippeimpfstoffs nützlich sind.

Weltweit ist die Grippe nach wie vor eine der Haupttodesursachen. Die letzten beiden Grippesaisonen waren schwerer als erwartet, sagte Michael Worobey, ein Mitverfasser der Studie und Leiter der Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie der Universität von Arizona. In der Saison 2017-18 seien in den USA 80.000 Menschen gestorben, mehr als bei der Schweinegrippe-Pandemie 2009, sagte er.

 

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Menschen, die 1955 als Kinder zum ersten Mal an der Grippe erkrankten – als das H1N1-Virus im Umlauf war, das H3N2-Virus aber nicht -, seien viel wahrscheinlicher mit einer H3N2-Infektion ins Krankenhaus eingeliefert worden als eine H1N1-Infektion im vergangenen Jahr, als beide Stämme im Umlauf waren, sagte Worobey.

„Der zweite Subtyp, dem Sie ausgesetzt sind, ist nicht in der Lage, eine so schützende und dauerhafte Immunantwort zu erzeugen wie der erste“, sagte er.

Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen könnten, anhand des zirkulierenden Subtyps vorherzusagen, welche Altersgruppen in zukünftigen Grippesaisonen stark betroffen sein könnten.

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