Lymphozyt. © public domain.
Neuer Signalweg zur direkten und schnellen Aktivierung von T-Zellen in der Leber entdeckt.
Zum Aufbau eines lange anhaltenden Schutzes vor Infektionen müssen die T-Lymphozyten, Immunzellen unseres Körpers, aktiviert werden. Bisher ging man davon aus, dass eine Aktivierung dieser Zellen nur in Lymphknoten und der Milz stattfinden kann. Wissenschaftler fanden jetzt heraus, dass T-Zellen auch in der Leber aktiviert werden können – und zwar direkter und sehr viel schneller über einen bislang unbekannten Signalweg. Die neuen Erkenntnisse könnten dabei helfen künftig bessere Impfstoffe zu entwickeln.
Wenn eine Körperzelle von einem Erreger befallen wurde müssen T-Lymphozyten die infizierte Zelle erkennen und sie zerstören. Bisher war bekannt, dass sie zum Erfüllen dieser Aufgabe in den Lymphknoten oder der Milz ein „Trainingsprogramm“ durchlaufen müssen. Eine wichtige Rolle spielen dabei „Programmier-Zellen“, die den T-Lymphozyten Erregerbestandteile präsentieren. So lernen T-Lymphozyten diese Komponenten zu erkennen und entwickeln sich zu spezifischen Killer-Zellen. Percy Knolle vom Klinikum rechts der Isar und sein Team haben nun einen zweiten Weg entdeckt, über den T-Lymphozyten für ihre Abwehrreaktion gegen Erreger programmiert werden können.
Die Forscher konnten zeigen, dass die Leber die Rolle eines immunologischen Organs erfüllt: sie verfügt über spezielle Gewebezellen, die als „Programmier-Zellen“ T-Lymphozyten auf den Kampf gegen infizierte Zellen vorbereiten. Die Wissenschaftler konnten auch das Signalmolekül identifizieren, das die Gewebezellen verwenden, um T-Lymphozyten zur Bekämpfung von Infektionen zu aktivieren.
Synthetischer Botenstoff als Impfverstärker
Eine wesentliche Rolle spielt bei diesem Prozess ein natürlicher Botenstoff der aus zwei Komponenten Interleukin-Familie besteht: IL-6/sIL-6R. Erst wenn sich die zwei Einzelkomponenten (IL-6 und sIL-6R) zusammengefunden haben kann dieser Botenstoff seine Wirkung entfalten. Bisher war nur bekannt, dass diese Substanz für die Regeneration wichtig und an Entzündungsreaktionen beteiligt ist. Die Wissenschaftler konnten jetzt zeigen, dass die T-Lymphozyten in der Leber einen direkten Kontakt zu den dortigen „Programmier-Zellen“ aufnehmen und der Komplex aus IL-6/sIL-6R dabei eine effiziente und schnelle Aktivierung der T-Zellen gewährleistet. Statt den normalerweise 72 Stunden benötigt diese Aktivierung nur 18 Stunden.
Nachdem die Forscher dieses neue Wirkprinzip entschlüsselt hatten, gelang es ihnen mit Hilfe eines synthetischen Designer-Botenstoff, dem sogenannten Hyper-IL-6 gezielt T-Lymphozyten zu stimulieren. In diesem Konstrukt sind die beiden normalerweise getrennt vorliegenden Einzelkomponenten bereits miteinander verknüpft. „In Kombination mit den bereits bekannten Mechanismen der T-Lymphozyten Stimulation lässt sich Hyper-IL-6 in einer ‚Hyper-Stimulation‘ von T-Lymphozyten gezielt für therapeutische Zwecke einsetzen. Für die Verbesserung von Impfungen könnte das ein wichtiger Schritt sein.“, sagt Percy Knolle.
Bei den aktuellen Impfungen kommen neben Bestandteilen des Erregers auch zusätzliche Stoffe, so genannte Adjuvantien, zum Einsatz. Sie bewirken über Zwischenschritte, dass die T-Lymphozyten aktiviert werden und ein Immunschutz aufgebaut wird. „Wir hoffen, dass wir mit Hyper-IL-6 ein neues, sehr effektives Adjuvans in der Hand haben, das die T-Zellen direkt und damit auch sehr viel schneller aktivieren kann. Erkrankungen wie chronische bakterielle und virale Infektionen, die bisher nicht auf Impfungen angesprochen haben, könnten so bekämpft werden.“ ergänzt der Wissenschaftler.
Technische Universität München, 05.09.2014.
Böttcher J.P., Schanz O., Garbers C., Zaremba A., Hegenbarth S., Kurts C., Beyer M., Schultze J.L., Kastenmüller W., Rose-John S., and Knolle P.A., IL-6 trans-Signaling-Dependent Rapid Development of Cytotoxic CD8+ T Cell Function, Cell Reports, 2014. DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.008