Auf Streife für das Immunsystem

Der Lockruf der T-Zellen

Bisher war größtenteils unbekannt, was die T-Zellen zum Einsatz ruft, wenn Eindringlinge im Immunsystem sind. Nun haben Wissenschaftler ein Protein entdeckt, welches auch für Therapien interessant sein kann.

Am Massenspektrometer: Prof. Dr. Waldemar Kolanus (rechts) und Michael Rieck vom Life and Medical Science Institut der Universität Bonn | © Volker Lannert/Uni Bonn

T-Zellen sind die Polizisten des Immunsystems. Sie halten Ausschau nach Verdächtigen und werden gerufen, wenn ein Eindringling bekämpft werden muss. Bisher war nicht gänzlich geklärt, wie die lebenswichtigen T-Zellen aus dem Thymus mobilisiert werden. Bereits bekannt war das Protein S1P. Nun haben Wissenschaftler des Exzellenzclusters ImmunoSensation der Universität Bonn mit Cers2 ein weiteres Protein entdeckt, mit dem die T-Zellen in die Blutbahn gelockt werden. Das Ergebnis dient nicht nur als Erkenntnisgewinn, sondern birgt Potenzial für neue Therapien von Autoimmunkrankheiten wie Multiple Sklerose.

Lockvogel der T-Zellen: S1P

T-Zellen sind die Ersthelfer im Körper - sie durchsuchen den Körper nach krankhaften Veränderungen oder Eindringlingen. Wenn sie fündig werden, schlagen sie bei anderen Immunzellen Alarm und gemeinsam werden die Eindringlinge oder kranke Zellen ausgeschaltet. Eine ausreichende Anzahl an T-Zellen auf Streife ist dabei sehr wichtig. Sie werden im Knochenmark rekrutiert, wo die T-Vorläuferzellen erzeugt werden und wandern dann in den Thymus um auszureifen. Die Thymusdrüse ist namensgebend für die T-Zellen, da sie von dort in den Blutkreislauf und zu den verschiedenen Organen gelangen.

Dr. Catharina Groß, Prof. Heinz Wiendl, Dr. Andreas Schulte-Mecklenbeck

Neuroimmunologen und Neuropathologen aus Münster und München haben entdeckt, was genau im Körper bei der Multiplen Sklerose (MS) falsch läuft. Sie zeigten auch: Es gibt eine Therapie für die schubförmige MS, die geradezu maßgeschneidert ist, um das Defizit zu beheben.

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Bisher war jedoch nicht vollständig geklärt, wer die Zellen zum Einsatz ruft und über ihre Verteilung im Körper entscheidet. Das Protein Sphingosin-1-Phosphat (S1P) ist der bisher bekannte Botenstoff für die Auswanderung der T-Zellen aus dem Thymus. Sie ist eine Art Lockmittel für die Zellen. „Wenn die Menge an S1P im Thymus und im Blutgefäß in einem bestimmten Verhältnis steht, begeben sich die T-Zellen auf Wanderschaft", erläutert Prof. Dr. Waldemar Kolanus vom Life and Medical Sciences (LIMES) Institut der Universität Bonn. Die Frage, die sich das Team um Prof. Kolanus nun gestellt hat, war, wie das Konzentrationsgefälle als Marschbefehl aufrechterhalten wird.

Regulator Cers2

Prof. Kolanus und sein Team haben nun, gemeinsam mit Prof. Dr. Christian Kurts vom Institut für Experimentelle Immunologie und dem Universitätsklinikum Jena ein weiteres Enzym als wichtigen Regulator für die Verteilung der T-Zellen entdeckt: die Ceramide-Synthase-2 (Cers2). Sie beeinflusst die Wirksamkeit von S1P. Das Team untersuchte Mäuse, die kein Cers2 besitzen. Dadurch war das Konzentrationsgefälle von S1P gestört und konnte nicht als Lockmittel für die T-Zellen funktionieren. Die T-Zellen blieben dadurch im Thymus. Die beiden Proteine konkurrieren um ein Enzym, das aus einer Vorläufersubstanz den Lockstoff S1P herstellt. Wenn das Angebot an Cers2 zu groß ist, wird zu wenig S1P hergestellt, da das Enzym teils blockiert ist.

„Dies führt zu einer Veränderung der S1P-Konzentration innerhalb eines engen Spielraums", erklärt Erstautor Michael Rieck, Doktorand in Prof. Kolanus Team. „Wenn zu viel oder zu wenig Cers2 vorhanden ist, wird das Enzym gehemmt und die erforderliche Menge an S1P kann nicht gebildet werden." Ähnlich einem zu starken Lockduft, für den die Nase unempfindlich wird und die T-Zellen somit im Thymus bleiben. Weitere Experimente der Forscher deuten an, dass die Menge an Cers2 über das Blut vermittelt wird. „Cers2 ist von fundamentaler Bedeutung für die Erneuerung der T-Zellen im Blutkreislauf", fasst Prof. Kolanus zusammen.

Wichtige Bedeutung für Therapieansätze

Auch zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen können diese Erkenntnisse genutzt werden. Zur Therapie von Multipler Sklerose ist bereits ein Medikament auf dem Markt, mit dem die Wanderung von fehlgeleiteten Immunzellen unterbunden wird, die ansonsten das körpereigene Gewebe angreifen würden. „Es werden jedoch weitere Wirkstoffe mit neuartigen Ansatzpunkten gebraucht, die bei Autoimmunerkrankungen die Wanderung dann schädlicher Immunzellen unterbinden", führt Prof. Kolanus aus. (idw, red)

 

Literatur:

Michael Rieck, Christiane Kremser, Katarzyna Jobin, Elisabeth Mettke, Christian Kurts, Markus Gräler, Klaus Willecke and Waldemar Kolanus: Ceramide synthase 2 facilitates S1P-dependent egress of thymocytes into the circulation in mice. European Journal of Immunology, DOI: 10.1002/eji.201646623.