TUM – TUM – Menü

Forscher identifizieren neuen molekularen Marker für Killerzellen

Zellmarker liefert Prognose über Verlauf von Infektionen

Prof. Percy Knolle (Mitte) sucht mit seinem Team am Institut für Molekulare Immunologie unter anderem nach neuen Mechanismen der Immundiagnostik. (Bild: A. Heddergott / TUM)
Prof. Percy Knolle (Mitte) sucht mit seinem Team am Institut für Molekulare Immunologie unter anderem nach neuen Mechanismen der Immundiagnostik. (Bild: A. Heddergott / TUM)

Dringt ein Erreger in den Körper ein, stehen spezielle Zellen des menschlichen Immunsystems sofort bereit, um ihn abzutöten. Bisher war aber nicht bekannt, welche molekularen Eigenschaften diese Killerzellen auszeichnen. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) konnte jetzt erstmals einen molekularen Steckbrief dieser schützenden Immunzellen erstellen. Den Forschern gelang es, diese Immunzellen aus dem Blut von Patienten zu untersuchen und Vorhersagen über den Verlauf einer Infektion zu machen.

Das Immunsystem verteidigt uns gegen Infektionserreger und Krebszellen. Dabei werden Immunzellen gebildet, die infizierte Zellen oder Krebszellen ganz gezielt und Erreger-typisch angreifen und abtöten. Sie werden deshalb auch Killerzellen genannt. Bis jetzt war es nur unzureichend möglich, bei einer Infektion eine Vorhersage darüber zu treffen, wie viele dieser Killerzellen aktiv sind und wie effektiv der Körper somit die Krankheit bekämpfen kann.

Charakteristischen Marker für Killerzellen gefunden

„Es war bisher ein langwieriger Prozess, um sagen zu können, wie gut ein Patient eine Infektion kontrollieren kann. Grund dafür war, dass es keinen Marker gab, mit dem sich die Killerzellen – die eigentliche „Task Force“ des Immunsystems – verlässlich charakterisieren ließen“, erklärt Prof. Percy Knolle, Leiter des Instituts für Molekulare Immunologie am TUM Klinikum rechts der Isar. „Eine solche Vorhersage ist aber gerade bei der Auswahl einer geeigneten Therapie extrem wichtig.“

Percy Knolle und seinem Team gelang es jetzt erstmals, einen solchen Marker für Killerzellen zu identifizieren. Die Ergebnisse wurden im Journal Nature Communications veröffentlicht. Die Wissenschaftler fanden ein Molekül – den CX3CR1-Rezeptor – auf der Oberfläche der Zellen, der nur bei diesen Killerzellen auftrat. Die Forscher zeigten dies zuerst in Infektionsmodellen mit Mäusen. Anschließen überprüften sie die Erkenntnisse in einer Patientenstudie.

Weniger Killerzellen bei chronischen Infektionen

Bei manchen Patienten können Virusinfektionen zum Beispiel mit dem Hepatitis B Virus chronisch werden, d.h. eine bestimmte Anzahl von Viren bleibt ständig im Körper zurück. Das Immunsystem kann die Infektion nicht kontrollieren und die Krankheit heilt nicht aus. Die Wissenschaftler stellten sich deshalb die Frage, ob der Grund hierfür bei den Killerzellen liegen könnte. Um das herauszufinden, nutzten sie ihren neu entdeckten Marker.

Sie starteten eine Patientenstudie mit Teilnehmern, die eine chronische Infektion mit Hepatitis-Viren hatten. Sie stellten fest, dass bei diesen Patienten nur sehr wenige Killerzellen zu finden waren, die gegen diese Viren gerichtet waren. Gegen andere Virusinfektionen, die die Patienten im Laufe ihres Lebens erfolgreich überwunden hatten, hatten sie dagegen viele Killerzellen entwickelt. „Offensichtlich ist der Mangel an spezifischen Killerzellen der Grund, warum manche Infektionen bei Patienten chronisch werden und sie die Viren nicht effektiv abtöten können“, erklärt der Forscher.

Percy Knolle sieht dadurch großes Potential in den Ergebnissen: „Mit dem neuen Marker lässt sich jetzt sehr viel schneller und genauer eine Vorhersage über den Verlauf von Infektionen treffen. Wir müssen dem Patienten nur Blut abnehmen und darin die Anzahl der Killerzellen über den neuen Marker identifizieren.“ Damit ließe sich dann schon frühzeitig eine entsprechende Therapie einsetzen, erklärt der Wissenschaftler.


Publikation
Jan P. Böttcher, Marc Beyer, Felix Meissner, Zeinab Abdullah, Jil Sander, Bastian Höchst, Sarah Eickhoff, Jan C. Rieckmann, Caroline Russo, Tanja Bauer, Tobias Flecken, Dominik Giesen, Daniel Engel, Steffen Jung, Dirk H. Busch, Ulrike Protzer, Robert Thimme, Matthias Mann, Christian Kurts, Joachim L. Schultze, Wolfgang Kastenmüller und Percy A. Knolle, Functional classification of memory CD8+T cells by CX3CR1 expression, Nature Communications, September 2015.
DOI: 10.1038/ncomms9306

Kontakt
Prof. Dr. Percy Knolle
Institut für Molekulare Immunologie/Experimentelle Onkologie
Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München
Tel.: +49 (0)89 4140-6921
percy.knolle@tum.de
www.imi-muenchen.de