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Wenn Zellen den eigenen Körper attackieren

29.05.2017

Schon lange ist bekannt, dass die MS-Erkrankung auf eine ursächliche Fehlsteuerung des körpereigenen Immunsystems zurückzuführen ist, indem plötzlich bestimmte Abwehrzellen, die sogenannten T-Zellen, die Myelinschicht der Nervenzellen irreversibel schädigen. Doch wie kommt es dazu, dass diese Zellen unerwartet in die falsche Richtung abbiegen? Wissenschaftler haben vor kurzem eine interessante Antwort darauf gefunden.

T-Zellen, auch als T-Helferzellen oder T-Lymphozyten bezeichnet, sind elementare Bestandteile des körpereigenen Abwehrsystems. Sie sind nicht nur in der Lage, viele bakterielle und virale Krankheitserreger außer Gefecht setzen, sondern können letztlich auch selbst zu einer ernsthaften Bedrohung werden. Schon lange ist bekannt, dass T-Zellen in der Entstehung vieler Autoimmunerkrankungen eine besondere Rolle zukommt. In den letzten Jahren haben viele wissenschaftliche Arbeiten zu der Erkenntnis geführt, dass unter MS insbesondere fehlgesteuerte T-Zellen mit dazu beitragen, dass die schützende Myelinschicht der Nervenzellen unumkehrbar zerstört wird. Doch warum diese Zellen urplötzlich auf die falsche Bahn geraten, war bis jetzt nicht bekannt. Wissenschaftler der Technischen Universität München und der Universitätsmedizin Mainz haben vor kurzem gemeinsam einen neuen Signalweg entdeckt, der nun erklären könnte, wie unter MS bestimmte T-Zellen zu krankheitserregenden Zellen werden. Den Fahrplan für ihre gewebeschädigende Wirkung erhalten sie dazu in den Lymphknoten, in denen sie von anderen Zellen, den sogenannten dendritischen Zellen, dahingehend programmiert werden, mit welchen Substanzen (Antigenen) sie eine Immunreaktion auslösen sollen. Handelt es sich jedoch um Autoantigene, also um körpereigene Antigene wie Bestandteile der Myelinschicht und schütten die dendritische Zellen dann auch noch zeitgleich vermehrt den löslichen Botenstoff Interleukin-6 (IL-6) aus, wird in den T-Zellen ein molekularer Schalter gedrückt, der schließlich zu den gewebeschädigenden Eigenschaften führt.

Bisher waren in der Fachwelt zwei Signalwege beschrieben, auf denen dendritische Zellen die TLymphozyten durch IL-6 aktivieren können: Zum einen in Form eines molekularen Nebels, den dendritische Zellen um sich selbst legen, und zum anderen durch Bildung eines Komplexes zwischen IL-6 und dem sogenannten IL-6-Rezeptor. Für die Wissenschaftler jedoch überraschend: Nicht zwangsläufig entwickelten die T-Zellen jene körperschädigende Aggressivität, die mit den bereits bekannten Signalwegen zu erklären gewesen wäre. Die Forscher fanden heraus, dass hauptsächlich ein dritter, bisher unbekannter Mechanismus für die entscheidenden Veränderungen in den T-Lymphozyten verantwortlich ist. In ihrer aktuellen Arbeit haben die Wissenschaftler jetzt zeigen können, dass dendritische Zellen in der Lage sind, IL-6 nicht nur in löslicher Form, sondern auch über ihre Zelloberfläche im direkten Zell-Zell-Kontakt mit den T-Lymphozyten weiterzugeben und diese dadurch effizient zu aktivieren. Den neu entdeckten Signalweg bezeichnen die Forscher als „Cluster Signaling“, da dieser hauptsächlich in sogenannten Zellhaufen (engl. Cluster), den dendritische und T-Zellen miteinander bilden, zu beobachten war. Das Besondere an diesem neuen Weg ist eine enge zeitliche Kopplung des IL-6 Signals mit zusätzlichen Signalen, die die T-Zelle von der dendritischen Zelle empfängt. Die Wissenschaftler vermuten, dass diese zeitliche Kopplung sehr wahrscheinlich dazu führt, dass die T-Lymphozyten dadurch besonders aggressiv werden und die entsprechend präsentierten Zielantigene – bei Autoimmunerkrankungen die Autoantigene – hocheffizient attackieren. Die Entdeckung könnte künftig zu neuen Behandlungsansätzen führen. Bereits heute untersuchen Forscher weltweit den Zusammenhang zwischen IL-6 und diversen Autoimmunerkrankungen. Die Theorie dahinter: Wenn IL-6 blockiert ist, bilden sich auch keine autoaggressiven Zellen. Die aktuellen Forschungsergebnisse können auch erklären, warum einige dieser Therapieansätze erfolgreich sind und andere wiederum nicht. Verschiedene Medikamente blockieren oft nur einen bestimmten IL-6 Signalweg. Doch wenn die Übermittlung durch gelöstes IL-6 verhindert wird, kann „Cluster-Signaling“ immer noch möglich sein.

 

Faktenbox:

Dendritische Zellen: Der Name stammt von ihren charakteristischen bäumchenartigen Zellfortsätzen, die jedoch nichts mit den Dendriten der Nervenzellen zu tun haben. Dendritische Zellen sind antigenpräsentierende Zellen (APC), die durch eine hohe Konzentration spezifischer Moleküle (MHCKlasse-II) und co-stimulatorischer Komponenten auf ihrer Zelloberfläche, besonders zur T-Zell-Aktivierung, befähigt sind. Nach dem Kontakt mit einem Fremdkörper verlassen die dendritischen Zellen das von ihnen überwachte Gewebe und wandern in den nächsten Lymphknoten. Dort treten sie mit T-Zellen in Kontakt und induzieren eine spezifische Immunantwort gegenüber dem von ihnen präsentierten Antigen.

T-Zellen gehören zur Zellgruppe der Lymphozyten. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der menschlichen Immunabwehr. Die Abkürzung „T“ steht für Thymus, wo die Ausdifferenzierung dieser Immunzellen stattfindet. T-Zellen erkennen körperfremde Strukturen (Antigen) über einen spezifischen Rezeptor, den sogenannten T-Zell-Rezeptor (TCR). Dafür muss das Antigen allerdings von einer Antigen-präsentierenden Zelle (APC) angeboten werden.

Antigene sind bestimmte körperfremde Substanzen, beispielsweise bakteriellen Ursprungs, durch die das körpereigene Abwehrsystem auf komplexen Signalwegen aktiviert wird.

Autoantigene sind dagegen körpereigene Moleküle (z. B. das Myelin der Nervenfasern), die im Falle einer Autoimmunerkrankung fälschlicherweise als Antigene fungieren.

Interleukin-6 (IL-6) ist ein Zytokin, das zur Gruppe der sogenannten proinflammatorischen (entzündlichen) Interleukine zählt. Der Botenstoff IL-6 übernimmt nicht nur eine wichtige Funktion in der angeborenen (unspezifischen) Immunantwort, sondern bei Entzündungsprozessen auch als Vermittler zwischen der unspezifischen und spezifischen Immunreaktion.

 

Referenz:

„Trans-presentation of IL-6 by dendritic cells is required fort the priming of pathogenic TH17 cells“, Heink et al., Nature Immunology 2017; 18(1):74–85

 

 

 

 

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