Tumorimpfung: Killer-T-Zellen scharf gestellt

2. April 2015
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Impfansätze gegen Tumoren waren bisher nicht erfolgreich. Im Mausmodell ließen sich Killer-T-Zellen erstmals effektiv vermehren und spezifisch gegen Tumoren programmieren. Dendritische Zellen spielen hier eine zentrale Rolle. Rückt die Impfung in greifbare Nähe?

Dass das Immunsystem des Körpers einzelne Krebszellen zerstören kann, ist seit langem bekannt. Forscher versuchen daher seit Jahren, die natürlichen Waffen des Immunsystems gezielt gegen Krebserkrankungen zu nutzen. Einen Durchbruch gab es bisher jedoch nicht – ist der Tumor bereits entstanden, scheint die körpereigene Abwehr zu kapitulieren.

Und das, obwohl das Immunsystem an anderer Stelle wirkungsvoll und erfolgreich agiert: Beim Kampf gegen pathogene Erreger wie Viren und Bakterien. Dazu wendet es zwei Strategien an: Zum einen über spezifische Antikörper, die sich an die fremden Erreger anheften und diese unschädlich machen. Nach diesem Prinzip funktionieren viele gängige Impfstoffe – sie regen die Bildung neutralisierender Antikörper an und schützen so vor Infektionen. Antikörper können jedoch nach heutigem Kenntnisstand kein Krebsgewebe attackieren.

Zelluläre Immunreaktion als Ansatz

Die zweite Strategie des Immunsystems sind Killer-T-Zellen. Sie sind in der Lage, bereits von Erregern betroffene Körperzellen zu zerstören und so deren Ausbreitung aufzuhalten. Dazu werden sie zuvor von anderen, spezialisierten Zellen des Immunsystems auf den Erreger programmiert. Auch dieses Prinzip des Immunsystems ist erfolgreich bei der Abwehr von Infektionen, auf dem einige Hoffnungen im Kampf gegen Krebs ruhen. Allerdings ist es bis heute nicht gelungen, Impfungen zu entwickeln, die eine Neubildung solcher Killer-T-Zellen und deren Programmierung gegen Tumorgewebe im Körper wirksam anregen.

Die Arbeitsgruppe um Richard Kroczek hat nun ein Verfahren entwickelt, das die Vermehrung und Aktivierung von Killer-T-Zellen im Körper effektiv triggert – und zwar erstmals so, dass diese auch Tumore wirkungsvoll angreifen. Zu Beginn der Arbeiten war bereits bekannt, dass spezielle Zellen im Körper für das Scharfmachen der Killer-T-Zellen verantwortlich sind – die sogenannten dendritischen Zellen. Sie nehmen Bestandteile eingedrungener Erreger auf, um sie Killer-T-Zellen als Ziel zu präsentieren und diese so gegen den Erreger scharf zu machen.

Dendritische Zellen stellen Killer-T-Zellen selektiv scharf

Die Gruppe um Prof. Richard Kroczek hat zunächst einen Weg gefunden, wie Erregerbestandteile in dendritische Zellen von Mäusen direkt und spezifisch eingeschleust werden können, was bis dato nicht möglich war. Er ermöglicht, das Scharfschalten der Killer-T-Zellen präzise zu steuern.

Das Einschleusen geschieht über bestimmte Rezeptoren auf der Oberfläche der dendritischen Zellen. An diese Rezeptoren docken kleine Moleküle aus dem Blut an, sogenannte Chemokine. Die Forscher nutzen ein solches Chemokin als Transportmittel für ihre Impfstoffe. Bindet das Chemokin mit den Erregerbestandteilen an der Oberfläche der dendritischen Zelle an, wird das Impfpräparat in die dendritischen Zellen aufgenommen und den Killer-T-Zellen präsentiert. Die Killer-T-Zellen werden auf diese Weise speziell auf die Bestandteile programmiert: Sie erkennen befallene Körperzellen und eliminieren diese.

Killer-T-Zellen gegen Tumorzellen programmiert

Im nächsten Schritt wurde das Impfverfahren so modifiziert, dass die Killer-T-Zellen auch Tumore attackieren. Dabei wurden die Transport-Chemokine – statt mit Teilen bakterieller Erreger – mit Bestandteilen aus Tumorzellen beladen. Die Folge: Die Killer-T-Zellen greifen erstmals auch Tumor-Gewebe an, das sie vorher nicht identifizieren konnten. Der Effekt konnte erfolgreich an Mäusen mit Tumoren gezeigt werden.

Mittlerweile können die Forscher die Killer-T-Zellen durch bestimmte Wachstumsfaktoren im Körper außerdem stärker zur Proliferation anregen, so dass mehr Killer-T-Zellen gebildet werden. „Konnten wir früher 5 Prozent aller Killer-T-Zellen gegen einen Tumor programmieren, so sind es jetzt zehn Mal mehr, bis zu 50 Prozent aller Killer-T-Zellen im Körper“, sagt Richard Kroczek.

Da die spezielle Andockstelle an der dendritischen Zelle, der XCR1-Rezeptor, auch beim Menschen ausschließlich auf den dendritischen Zellen vorkommt, ist das Impfverfahren potentiell auf das menschliche Immunsystem übertragbar. „Im Tiermodell war das Verfahren wirklich sehr erfolgreich – es ist zum ersten Mal gelungen, das Immunsystem in diesem Ausmaß gegen Tumore zu aktivieren“ meint Richard Kroczek. „Wir hoffen sehr, dass die weiteren Studien zeigen werden, ob die Methode beim Menschen im Kampf gegen den Krebs sicher und erfolgreich eingesetzt werden kann.“

Originalpublikation:

Mouse conventional dendritic cells can be universally classified based on the mutually exclusive expression of XCR1 and SIRPα; Kroczek, R. A.

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