Schnupfen: Wie Kälte unsere Virenabwehr lähmt

Warum grassieren Erkältungen vor allem im Winter? Die biologische Erklärung dafür liefert eine neu entdeckte Abwehrstrategie unserer Nasenschleimhaut gegen virale Erreger. Demnach produziert die Nase bei Virenbefall massenhaft winzige „Täuschkörper“ – membranumhüllte Sekretbläschen, deren Oberflächenproteine den Viren eine Wirtszelle vorgaukeln. Diese werden angelockt und eingefangen. Doch ist es in der Nase kalt, sinkt die Produktion dieser extrazellulären Abwehr-Vesikel drastisch ab – und das lähmt die Virenabwehr.

Ob Schnupfen, grippaler Infekt oder die echte Influenza: Alljährlich in der kalten Jahreszeit häufen sich die Atemwegsinfektionen. Eine gängige Erklärung dafür ist, dass wir uns im Winter mehr drinnen aufhalten und dadurch eine Übertragung der Erreger erleichtern. Doch das ist nicht alles: Studien legen auch nahe, dass die Immunabwehr unserer Atemwegs-Schleimhäute bei kühleren Temperaturen weniger gut funktioniert. In einer kalten Nase können sich Erkältungs-Viren demnach besser ausbreiten.

Sekretkügelchen als nasale Geheimwaffe

Aber warum? Was geht in der kalten Nase schief? Genau das haben Di Huang von der Northeastern University und seine Kollegen jetzt herausgefunden. Im Zentrum ihrer Studie standen winzige, membranumhüllte Sekretkügelchen, die unsere Nasenschleimhaut in Reaktion auf Bakterien freisetzt, wie sie 2018 herausfanden. Bei dieser neuentdeckten Immunreaktion geben Zellen im vorderen Teil unserer Nase Massen dieser mit antibakteriellen Proteinen beladenen Vesikel in den Nasenschleim ab, sobald sie die Präsenz der Erreger detektieren.

Unklar war aber bisher, ob solche Vesikel auch bei viralen Infektionen produziert werden und wie sie beschaffen sind, um im Nasenschleim die Viren zu bekämpfen. Um das herauszufinden, infizierten Huang und sein Team verschiedene Proben menschlichen Nasenschleimhautgewebes mit drei verschiedenen Erkältungsviren: zwei verschiedenen Rhinoviren und einem Erkältungs-Coronavirus.

Täuschkörper gegen den Virenbefall

Die Tests enthüllten: Auch die Erkältungsviren lösen die Freisetzung von extrazellulären Vesikeln aus. Allerdings geschieht dies über einen anderen Signalweg als bei den Bakterien, wie die Forschenden feststellten. Als Folge sind auch die membranumhüllten Sekretkügelchen anders zusammengesetzt: Sie tragen auf ihrer Oberfläche genau die Rezeptoren, die die Erkältungsviren normalerweise zum Andocken an die Schleimhautzellen nutzen.

Mit anderen Worten: Unsere Nase nutzt diese Vesikel als Ablenkungsmanöver. Ähnlich wie die von Militärflugzeugen genutzten Täuschkörper eine feindliche Rakete auf sich lenken, locken diese vermeintlichen Wirtzellen die Viren an. Diese binden an die Rezeptoren auf den Sekretkügelchen und werden darauf hin von diesen eingeschlossen und unschädlich gemacht. „Je mehr solcher Täuschkörper unsere Nase produziert, desto mehr Viren können von ihnen eingefangen werden, bevor sie eine Chance haben, die Schleimhautzellen zu infizieren“, erklärt Huang.

Kälte hemmt die Vesikelproduktion

An diesem Punkt kommt die Kälte ins Spiel: Um den Effekt kalter Luft auf diese neu entdeckte Abwehrreaktion zu testen, kühlten die Forschenden ihre Nasenschleimhaut-Kulturen um fünf Grad herunter – das entspricht etwa der Abkühlung in unserer Nase, wenn wir bei vier bis fünf Grad Lufttemperatur nach draußen gehen. Es zeigte sich: Die Zahl der von der Nasenschleimhaut freigesetzten Abwehr-Vesikel sank um 42 Prozent und auch die antiviralen Proteine auf der Oberfläche dieser Bläschen waren spärlicher.

„Damit liefern unserer Ergebnisse eine mechanistische Erklärung dafür, warum es saisonale Schwankungen bei den Infektionen der oberen Atemwege gibt“, sagt Huang. Der Grund ist demnach nicht nur die leichtere Übertragung von Erkältungsviren im Winter, sondern auch der hemmende Effekt der Kälte auf die extrazelluläre Abwehrstrategien unserer Nasenschleimhaut.

Neuer Ansatzpunkt gegen den Schnupfen?

„Wir haben einen neuen Immunmechanismus in der Nase aufgedeckt und gezeigt, was diesen Schutz beeinträchtigt“, sagt Koautor Mansoor Amiji von der Northeastern University. „Die Frage ist nun: Wie können wir dieses natürliche Phänomen nutzen, um uns besser vor Erkältungen zu schützen?“ Mögliche Ansatzpunkte wären beispielsweise Nasensprays, die die Ausschüttung dieser antiviralen Vesikel anregen.

Bis dahin bleibt für den Alltag nur: Nase warmhalten und vor einer Ansteckung schützen. Denn trotz aller Versuche ist es Wissenschaftlern bisher nicht gelungen, ein wirksames Mittel gegen den Schnupfen zu finden. Weil sich gerade die Rhinoviren sehr schnell verändern, ist es schwer, beispielsweise einen Impfstoff zu entwickeln. Auch andere vorbeugende Mittel haben es bisher nicht über das Versuchsstadium hinausgeschafft. Einzig die Einnahme von Zink kann eine Erkältung zumindest abmildern und abkürzen, wie Studien belegen. (Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2022; doi: 10.1016/j.jaci.2022.09.037)

Quelle: Massachusetts Eye and Ear Infirmary