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Immunsystem geschwächt: Ewigkeitschemikalie greift zentralen Virenschutz an
Die Ewigkeitschemikalie PFOS kann einen zentralen Schalter der angeborenen Virusabwehr blockieren. Experimente zeigen, dass der Stoff direkt an den Immunfaktor IRF3 bindet und dadurch die Bildung von Typ-I-Interferonen drosselt. Daten von Patienten und aus der US-Bevölkerung liefern zusätzliche Hinweise, dass höhere PFOS-Belastungen mit einer schwächeren antiviralen Abwehr zusammenhängen.
Fuzhou (China). Perfluoroctansulfonsäure, kurz PFOS, gehört zu den besonders langlebigen per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), die wegen ihrer chemischen Stabilität lange in der Umwelt verbleiben und sich im Körper anreichern können. Für PFOS gibt es bereits seit Jahren Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Immunsystems.
Das National Toxicology Program (NTP) stufte PFOS nach einer systematischen Auswertung von Tier- und Humanstudien schon 2016 als mutmaßliche Gefahr für das menschliche Immunsystem ein. Besonders gut belegt war eine abgeschwächte Antikörperantwort, doch welche molekularen Prozesse hinter einer gestörten Abwehr gegen Viren stehen, blieb bislang unzureichend geklärt.
Forscher der Fujian Agriculture and Forestry University (FAFU) um Prof. Guijie Guo haben nun untersucht, wie PFOS die angeborene Virusabwehr beeinflusst. Dazu kombinierten sie Multi-Omics-Analysen mit Experimenten an Zellen und Mäusen und konzentrierten sich auf den Interferon-Regulationsfaktor 3 (IRF3). Dieses Schaltprotein stößt nach dem Erkennen eines Virus die Produktion antiviraler Typ-I-Interferone an.
Die Analysen zeigen, dass PFOS direkt an IRF3 bindet, sich an drei Aminosäuren des Proteins anlagert und dadurch dessen räumliche Struktur verändert. Dadurch wird die Wechselwirkung von IRF3 mit der aktivierenden Kinase TBK1 gestört. IRF3 wird anschließend schlechter phosphoryliert, bildet seltener die für seine Aktivität nötigen Dimere und gelangt weniger effizient in den Zellkern.
Die Folge ist eine gedrosselte Bildung von Typ-I-Interferonen, die zur ersten Abwehrlinie gegen Viren gehören und in infizierten sowie benachbarten Zellen ein breites antivirales Programm aktivieren. Fällt dieses Signal schwächer aus, können sich Viren leichter vermehren.
In den Zell- und Tierversuchen steigerte PFOS die Vermehrung verschiedener DNA- und RNA-Viren, wobei zusätzliche Experimente den direkten Zusammenhang mit IRF3 stützen. In Systemen ohne funktionsfähiges IRF3 trat die PFOS-bedingte Unterdrückung der Virusabwehr wieder auf, wenn normales IRF3 eingebracht wurde. Eine veränderte IRF3-Variante, an die PFOS nicht mehr wirksam binden konnte, zeigte diesen Effekt dagegen nicht.
Damit liefert die Studie einen konkreten Mechanismus für eine bereits länger beobachtete Immuntoxizität von PFOS. Der Stoff vermindert demnach nicht einfach die Zahl bestimmter Immunzellen, sondern greift direkt in eine Signalkette ein, die für die frühe Abwehr vieler Virusarten wichtig ist.
Die Forscher verglichen den experimentellen Mechanismus außerdem mit vorhandenen Human-Daten. Bei Patienten mit Infektionen durch das Respiratorische Synzytial-Virus, Influenza- oder Hepatitis-B-Viren gingen höhere PFOS-Werte im Serum mit einer höheren Viruslast einher. In Daten der US-amerikanischen National Health and Nutrition Examination Survey waren höhere PFOS-Werte zudem mit niedrigeren impfbezogenen Antikörperspiegeln verbunden.
Diese Human-Daten zeigen allerdings nur Zusammenhänge und belegen nicht, dass PFOS bei Menschen unmittelbar eine höhere Viruslast oder eine schlechtere Impfantwort verursacht. Unabhängige Fachleute weisen zudem darauf hin, dass Teile der detaillierten Zell- und Tierversuche PFOS-Konzentrationen nutzten, die über typischen Belastungen vieler Menschen liegen können. Wie stark der nun identifizierte Mechanismus bei alltäglicher Exposition ins Gewicht fällt, muss deshalb noch geklärt werden.