Maßgeschneiderte Immunantwort

News: Maßgeschneiderte Immunantwort

Im Wettstreit mit Scharen von Krankheitserregern hat unser Immunsystem ausgeklügelte Verteidigungsstrategien entwickelt, um sich unwillkommener Eindringlinge zu entledigen. Zu diesem Zweck stehen ihm zahlreiche Helfershelfer zur Seite, darunter die als Wächter fungierenden dendritischen Zellen. Ihnen kommt in unserer körpereigenen Armee eine Schlüsselfunktion zu, denn offenbar vermögen sie infektiöse Partikel haargenau zu identifizieren und eine maßgeschneiderte Antwort auszulösen.

Ulrike Knoll

Untentwegt patrouilliert ein ganzes Heer von Immunzellen durch unseren Körper, das den Kampf gegen eingedrungene Mikroorganismen – Bakterien, Viren, Pilze und Parasiten – aufnimmt. In unsere "Privatarmee" reihen sich auch die dendritischen Zellen ein. Ihren Namen verdanken sie zahlreichen langen Membranausläufern (griech. dendron: Baum), die sie in bestimmten Entwicklungsstadien aufweisen. Von ihrem Geburtsort, dem Knochenmark, wandern die unreifen Vorstadien in die Blutbahn ein und breiten sich über dessen Gefäßsystem auf die umgebenden Körpergewebe aus. Erst wenn sie auf infektiöse Partikel treffen, reifen sie vollständig aus.

Als umherstreifende Wächter spielen die dendritischen Zellen innerhalb des Immunsystems eine Schlüsselrolle: Kommen sie mit unerwünschten Eindringlingen in Kontakt, so fangen sie die Fremdkörper ein, zerlegen diese und präsentieren schließlich Markerproteine auf ihrer Oberfläche. Spezialisierte weiße Blutkörperchen – die T-Zellen – erkennen jene dargebotenen Substanzen und lösen umgehend eine Reaktionskaskade aus, welche die Infektion zu unterbinden versucht.

Bereits seit längerem vermuten Wissenschaftler, dass dendritische Zellen genau auf die verschiedenen Krankheitserreger zugeschnittene Antworten hervorzurufen vermögen – allein die Indizien fehlten, die eine solche These untermauert hätten. Doch nun gelang es Nir Hacohen und seinen Mitarbeitern vom Whitehead Institute for Biomedical Research, die Wirkungsweise jener Immunzellen näher zu beleuchten.

Um herauszufinden, ob dendritische Zellen auf genetischer Ebene zwischen infektiösen Agenzien unterscheiden, setzten die Wissenschaftler die DNA-Mikroarray-Technologie ein. Ihr Prinzip beruht darauf, dass DNA-Proben, welche die zu untersuchenden Gene repräsentieren, in einem geordneten Muster auf einer Glasoberfläche aufgebracht werden. Mit Hilfe derartiger Werkzeuge konnten die Forscher jene Erbanlagen identifizieren und miteinander vergleichen, die in den dendritischen Zellen als Antwort auf drei verschiedene Krankheitserreger – den Influenza-Virus, das Bakterium Escherichia coli und den Pilz Candida albicans – abgelesen wurden.

Die Ergebnisse fielen eindeutig aus: Erstens vermochten die dendritischen Zellen Gene zu aktivieren, die verschiedene Phasen der Immunantwort einleiten – von der schnellen Verteidigungsstrategie, an der neutrophile Granolozyten und Makrophagen beteiligt sind bis hin zur später einsetzenden, langlebigen Abwehr mit T- und B-Zellen. Und zweitens zeigten die "Schnappschüsse" mit dem Aktivitätsmuster der jeweils an- und abgeschalteten Gene gravierende Unterschiede. Während beispielsweise E. coli eine Gruppe von Erbanlagen aktivierte, die letztlich neutrophile Granolozyten herbeilockte, war das Influenzavirus nicht in der Lage, das gleiche Expressionsprofil auszulösen.

Demnach agieren die dendritischen Zellen als wichtige Boten innerhalb des Körpers: Ihre Aufgabe beschränkt sich nicht nur darauf, Infektionsherde aufzuspüren, sondern gleichzeitig übermitteln sie fein abgestimmt auf die Natur des Krankheitserregers verschlüsselte Anweisungen an das Immunsystem, worauf dieses seine angemessenen Waffen mobilisiert. Jene maßgeschneiderte Antwort der dendritischen Zellen könnte womöglich auch gezielt eingesetzt werden, um wirkungsvollere Therapien im Kampf gegen infektiöse Agenzien zu entwickeln. Als nächsten Schritt planen die Forscher nun, die genaue Funktion jener Gene aufzuklären, welche die Immunzellen passgenau auf verschiedene Eindringlinge aktivieren.