Krebs: Das Löschen von zwei Molekülen stärkt die Immunantwort

Laut einer neuen Studie kann das Löschen von zwei Schlüsselmolekülen den Immunzellen einen dringend benötigten Schub im Kampf gegen Krebs und Infektionen geben. Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf die Krebsimmuntherapie und eine mögliche Heilung von HIV.

Immun-T-Zellen (hier gezeigt) können dazu beitragen, länger zu leben und im Kampf gegen Krebs und chronische Infektionen stärker zu werden.

Unser Immunsystem verfügt über ein reichhaltiges Arsenal an „Waffen“, die es im Kampf gegen Krankheiten einsetzen kann.

Sogenannte CD8-T-Zellen sind Teil dieses Arsenals. Im Falle einer Infektion durch Viren oder Bakterien werden CD8-T-Zellen versandt, um die infizierten Zellen zu zerstören.

CD8-T-Zellen werden manchmal als zytotoxische T-Lymphozyten bezeichnet und sind auch im Kampf gegen Krebs und bei der Anwendung der Immuntherapie gegen Tumoren von entscheidender Bedeutung.

CD8-T-Zellen können maligne Zellen erkennen und abtöten, indem sie Zytokine sekretieren und zytotoxische Substanzen freisetzen. Wenn der Krebs jedoch zu stark ist, können diese Zellen überwältigt werden.

Neue Forschungen haben möglicherweise einen Weg gefunden, diesen Zellen die Kraft zu geben, die sie benötigen, um weiter zu kämpfen.

Shomyseh Sanjabi, ein Assistenzforscher an den Gladstone Instituten und außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie an der University of California in San Francisco, leitete die neue Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde PNAS.

Effektorzellen und Speicherzellen

Sanjabi erklärt die Motivation für die Forschung mit den Worten: "Das Problem ist, dass CD8-T-Zellen bei Krebs und chronischen Infektionen wie HIV häufig erschöpft sind, so dass sie absterben oder nicht mehr richtig funktionieren."

"Ich habe versucht, besser zu verstehen, wie sich diese Zellen entwickeln, um Wege zu finden, wie sie ihre Funktion wiedererlangen und länger leben können", fügt sie hinzu.

Wie die Forscher erklären, gehen CD8-T-Zellen in der ersten Phase des Kampfes gegen Krankheitserreger - oder „fremde Eindringlinge“ wie Bakterien oder Viren - in den Modus „Effektorzellen“ über. Als Effektorzellen vermehren sie sich sehr schnell und „marschieren“ schnell zum Ort des Schadens.

Sobald sie jedoch ihre Pflicht erfüllen, die infizierten Zellen abtöten und den Erreger entfernen, sind die meisten Effektorzellen „programmiert“, um zu sterben. Auf diese Weise vermeidet das Immunsystem die Situation, in der „übereifrige“ Immunzellen beginnen, Ihren eigenen Körper anzugreifen.

Es gibt jedoch auch Effektorzellen, die überleben. Diese entwickeln sich zu sogenannten Gedächtnisimmunzellen, deren Aufgabe es ist, den Erreger, mit dem sie sich befasst haben, „auswendig zu lernen“, damit sie bei der nächsten Konfrontation schneller und effektiver reagieren können.

Sanjabi und sein Team vermuteten, dass zwei Moleküle, Sprouty (Spry) 1 und Spry 2, diese Transformation von Effektorzellen zu Gedächtniszellen beeinflussen würden. Also haben sie und ihre Kollegen die Gene, die für diese Moleküle verantwortlich sind, in den CD8-T-Zellen von Mäusen gelöscht.

Die positiven Auswirkungen des Löschens von Spry 1 und 2

Die Forscher zeigten, dass beim Löschen von Spry 1 und 2 mehr Effektor-CD8-T-Zellen überlebten und sich in Gedächtniszellen verwandelten. Nicht nur das, auch die folgenden Gedächtniszellen waren stärker und besser in der Lage, vor Krankheitserregern zu schützen als normale Gedächtniszellen.

Schließlich beeinflusste die Erschöpfung der Immunzellen der beiden Moleküle auch, wie die Zellen ihre Energie verbrauchten. Der Autor der ersten Studie, Hesham Shehata, erklärt, dass Gedächtniszellen im Gegensatz zu Effektorzellen für ihr Überleben von einer anderen Energiequelle abhängen: Fetten anstelle von Zucker.

Shehata erklärt auch, warum dies äußerst wichtig ist. "Tumorzellen verbrauchen viel Glukose, so dass Effektorzellen Schwierigkeiten haben, in der Tumorumgebung zu überleben, weil sie keine ausreichende Energiequelle haben."

"Während Gedächtniszellen im Allgemeinen nicht von Glukose abhängen", sagt er, "legt unsere Studie nahe, dass Effektorzellen ohne Sprouty 1 und 2 weniger Glukose verbrauchen, damit sie in einer Tumorumgebung viel besser überleben und funktionieren können."

Auswirkungen auf Krebs, HIV-Infektionen

„Indem wir die Rolle von Sprouty 1 und 2 beleuchteten, enthüllten unsere Arbeiten eine weitere Schicht der zugrunde liegenden Biologie von T-Zellen“, fährt Shehata fort.

„Zellen, denen Sprouty 1 und 2 fehlen, haben ein immenses Potenzial, nicht nur Tumore, sondern auch chronische Virusinfektionen zu bekämpfen. Es ist aufregend, dass unsere Studie auf mehrere Kontexte angewendet werden kann. "

Hesham Shehata

In der Tat könnten durch das Löschen der beiden Moleküle gestärkte Gedächtnisimmunzellen möglicherweise HIV in seiner latenten Form erkennen und abtöten. Diese ruhende Form des Virus war eines der Haupthindernisse bei der Heilung von HIV.

Studien haben bei Krebs auf die Bedeutung von Gedächtniszellen in der Immuntherapie hingewiesen. Insbesondere wurde vorgeschlagen, dass die Reaktivierung von Speicher-CD8 + -T-Zellen entscheidend ist, um einen Rückfall zu verhindern.

"In der wissenschaftlichen Gemeinschaft besteht großes Interesse", bemerkt Sanjabi, "die Entwicklung und Funktion von Gedächtnis-CD8-T-Zellen zu verbessern, die für Immuntherapien besser geeignet sind als Effektor-T-Zellen." Sie verweist weiter auf die CAR T-Zelltherapie, eine innovative Form der Immuntherapie, die zunehmend Beachtung findet.

"Unsere Erkenntnisse", sagt sie weiter, "könnten eine Gelegenheit bieten, das zukünftige Engineering von CAR-T-Zellen gegen Tumore zu verbessern." Dies könnte möglicherweise in Kombination mit einer Genom-Editing-Technik wie CRISPR verwendet werden, mit der die Sprouty 1- und 2-Moleküle aus den Zellen entfernt werden, um sie effektiver zu machen. “

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