Immunologie: Helfershelfer eines ahnungslosen Killers
Ein gutes Gedächtnis zeichnet unser Immunsystem aus: Ein Krankheitserreger, der schon einmal sein Unwesen im Körper getrieben hat, wird wiedererkannt und umso schneller bekämpft. Dennoch gibt es "Gedächtniszellen", die sich auch ohne diesen Erstkontakt an den Eindringling "erinnern". Doch sie brauchen Hilfe.
© Spektrum Akademischer Verlag (Ausschnitt)
"Kinderkrankheiten" – der Name klingt ungefährlich, ja geradezu niedlich. Doch bei Windpocken, Mumps, Röteln & Co – die jüngste Masern-Epidemie hat es wieder gezeigt – handelt es sich keineswegs um harmlose Zipperlein. In der Bezeichnung verbirgt sich lediglich die Erfahrung, dass hauptsächlich Kinder von den Leiden betroffen sind: Wer als Kind eine Masern-Infektion durchgemacht und überstanden hat, ist ein Leben lang dagegen gefeit.
Wie funktioniert das? Eine Armada von Immunzellen, die als B- und T-Lymphozyten bezeichnet werden, patrouilliert durch Blut und Lymphe auf der Jagd nach fremden Eindringlingen. Sobald ein Krankheitserreger auftaucht, stürzen sich bestimmte Lymphozyten auf ihn und leiten die Abwehrmaßnahmen des Körpers ein.
Der Trick dabei: Es gibt Millionen verschiedener Lymphozyten, die auf ihrer Zelloberfläche spezifische Rezeptor-Moleküle tragen. Sobald dieser Rezeptor an eine fremde, aber genau auf ihn passende Substanz – beispielsweise ein Oberflächenmolekül eines Bakteriums – bindet, produziert der Körper einerseits Antikörper gegen dieses Antigen, andererseits so genannte zytotoxische T-Zellen, welche die fremden, Antigen tragenden Zellen abtöten und daher auf den vielsagenden Namen Killerzellen hören.
Das Ganze braucht natürlich seine Zeit. So können zwei bis drei Wochen verstreichen, bis die Abwehrmaßnahmen des Körpers greifen und der Eindringling vernichtet ist. Doch das Immunsystem hat ein Gedächtnis: Bei einer zweiten Infektion – Jahre oder auch Jahrzehnte später – reagiert der Körper binnen zwei bis sieben Tagen. Diese sekundäre Immunantwort erfolgt nicht nur schneller, sondern auch heftiger und dauert länger an.
Grundlage für dieses Erinnerungsvermögen sind langlebige Gedächtniszellen, die sich beim ersten Kontakt mit dem Erreger vermehrt haben, dann ruhen und auf ihre zweite Chance warten. Genau dieses Gedächtnis macht sich auch die Impfung zunutze, indem Teile des Erregers, die zwar keine Krankheit auslösen, aber das Immunsystem alarmieren, in den Körper gespritzt werden.
Damit das Gedächtnis des Immunsystem funktioniert, müssen demnach die Gedächtniszellen mindestens einmal mit dem Erreger in Kontakt getreten sein – sollte man meinen. Doch inzwischen hat sich herausgestellt, dass auch unbedarfte T-Zellen sich an fremde Eindringlinge "erinnern" zu scheinen. Die Forscher um Stephen Jameson von der Universität von Minnesota in Minneapolis haben sich jetzt diese "gedächtnisartigen" T-Zellen näher angeschaut.
Die Wissenschaftler legten zunächst das Immunsystem von Mäusen durch radioaktive Strahlung lahm. Anschließend konnten sie die Tiere mit T-Gedächtniszellen beimpfen, die entweder schon Erfahrungen mit Bakterien gesammelt hatten oder diesbezüglich noch vollkommen naiv waren. Gegen Listeria monocytogenes – ein unangenehmer Zeitgenosse, der beim Menschen schwere Lebensmittelvergiftungen auslösen kann – sollte das derart aufgepeppte Immunsystem seine Schlagkraft unter Beweis stellen.
Mit Erfolg: Nicht nur die T-Zellen, denen Listeria schon vertraut war, schritten gegen den Keim ein. Fast genauso gut schlugen sich auch die ahnungslosen T-Zellen und verwandelten sich in fleißige Killerzellen.
Allerdings bedurften sie hierzu einer helfenden Hand: eine CD4-Helferzelle. Diese T-Zellen besitzen neben dem Antigen bindenden Rezeptor ein Oberflächenmolekül namens CD4, das die Bindung zwischen Antigen und Rezeptor verstärkt. Gentechnisch veränderte Mäuse, denen diese CD4-Zellen fehlten, konnten sich trotz Impfung mit gedächnisartigen T-Zellen nicht helfen.
Demnach funktioniert das erinnerungslose Gedächtnis des Immunsystems genauso wie der bereits bekannte Weg über normale Gedächtniszellen. Denn auch diese brauchen die Unterstützung durch die Helfer. Das lässt hoffen, dass auch Menschen, deren Immunsystem durch Krankheit oder Chemotherapie zusammengebrochen ist, die gedächtnisartigen T-Zellen helfen könnten.
Wie funktioniert das? Eine Armada von Immunzellen, die als B- und T-Lymphozyten bezeichnet werden, patrouilliert durch Blut und Lymphe auf der Jagd nach fremden Eindringlingen. Sobald ein Krankheitserreger auftaucht, stürzen sich bestimmte Lymphozyten auf ihn und leiten die Abwehrmaßnahmen des Körpers ein.
Der Trick dabei: Es gibt Millionen verschiedener Lymphozyten, die auf ihrer Zelloberfläche spezifische Rezeptor-Moleküle tragen. Sobald dieser Rezeptor an eine fremde, aber genau auf ihn passende Substanz – beispielsweise ein Oberflächenmolekül eines Bakteriums – bindet, produziert der Körper einerseits Antikörper gegen dieses Antigen, andererseits so genannte zytotoxische T-Zellen, welche die fremden, Antigen tragenden Zellen abtöten und daher auf den vielsagenden Namen Killerzellen hören.
Das Ganze braucht natürlich seine Zeit. So können zwei bis drei Wochen verstreichen, bis die Abwehrmaßnahmen des Körpers greifen und der Eindringling vernichtet ist. Doch das Immunsystem hat ein Gedächtnis: Bei einer zweiten Infektion – Jahre oder auch Jahrzehnte später – reagiert der Körper binnen zwei bis sieben Tagen. Diese sekundäre Immunantwort erfolgt nicht nur schneller, sondern auch heftiger und dauert länger an.
Grundlage für dieses Erinnerungsvermögen sind langlebige Gedächtniszellen, die sich beim ersten Kontakt mit dem Erreger vermehrt haben, dann ruhen und auf ihre zweite Chance warten. Genau dieses Gedächtnis macht sich auch die Impfung zunutze, indem Teile des Erregers, die zwar keine Krankheit auslösen, aber das Immunsystem alarmieren, in den Körper gespritzt werden.
Damit das Gedächtnis des Immunsystem funktioniert, müssen demnach die Gedächtniszellen mindestens einmal mit dem Erreger in Kontakt getreten sein – sollte man meinen. Doch inzwischen hat sich herausgestellt, dass auch unbedarfte T-Zellen sich an fremde Eindringlinge "erinnern" zu scheinen. Die Forscher um Stephen Jameson von der Universität von Minnesota in Minneapolis haben sich jetzt diese "gedächtnisartigen" T-Zellen näher angeschaut.
Die Wissenschaftler legten zunächst das Immunsystem von Mäusen durch radioaktive Strahlung lahm. Anschließend konnten sie die Tiere mit T-Gedächtniszellen beimpfen, die entweder schon Erfahrungen mit Bakterien gesammelt hatten oder diesbezüglich noch vollkommen naiv waren. Gegen Listeria monocytogenes – ein unangenehmer Zeitgenosse, der beim Menschen schwere Lebensmittelvergiftungen auslösen kann – sollte das derart aufgepeppte Immunsystem seine Schlagkraft unter Beweis stellen.
Mit Erfolg: Nicht nur die T-Zellen, denen Listeria schon vertraut war, schritten gegen den Keim ein. Fast genauso gut schlugen sich auch die ahnungslosen T-Zellen und verwandelten sich in fleißige Killerzellen.
Allerdings bedurften sie hierzu einer helfenden Hand: eine CD4-Helferzelle. Diese T-Zellen besitzen neben dem Antigen bindenden Rezeptor ein Oberflächenmolekül namens CD4, das die Bindung zwischen Antigen und Rezeptor verstärkt. Gentechnisch veränderte Mäuse, denen diese CD4-Zellen fehlten, konnten sich trotz Impfung mit gedächnisartigen T-Zellen nicht helfen.
Demnach funktioniert das erinnerungslose Gedächtnis des Immunsystems genauso wie der bereits bekannte Weg über normale Gedächtniszellen. Denn auch diese brauchen die Unterstützung durch die Helfer. Das lässt hoffen, dass auch Menschen, deren Immunsystem durch Krankheit oder Chemotherapie zusammengebrochen ist, die gedächtnisartigen T-Zellen helfen könnten.
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