Zuletzt aktualisiert am 25. November 2022 um 12:46
Schwierig: Zwischen gesunden und kranken Zellen unterscheiden
Die T-Killerzellen des Immunsystems machen manchmal Fehler und zerstören gesunde Zellen, während sie kranke Zellen leben lassen. Diese Entdeckung veröffentlichten Wissenschaftler der britischen Oxford-Universität in dem Wissenschaftsmagazin eLife. Seit Jahren führt die Oxford-Universität das weltweite Ranking von Times Higher Education an.
Bei eLife handelt es sich um eine Non-Profit-Organisation, die von Wissenschaftlern geleitet wird. Diese Organisation beurteilt in Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftsverlag Elsevier 1.400 verschiedene Universitäten auf der ganzen Welt.
In der gerade veröffentlichten Studie zerstören die Oxford-Wissenschaftler das Image der T-Killerzellen, die in Wissenschaftskreisen bisher als nahezu unfehlbar galten. Diese Zellen des Immunsystems verbinden sich mit Molekülen, die auf der Oberfläche von Zellen sitzen und als Antigene bezeichnet werden.
Mit Antigenen von Bakterien oder Viren verbinden sich die T-Zellen ganz fest. Mit den normalen Antigenen auf den körpereigenen Zellen dagegen gehen diese Immunzellen nur eine lose Verbindung ein.
Jüngste Studien von Wissenschaftlern über Autoimmunerkrankungen legen jedoch nahe, dass T-Zellen auch normale Zellen angreifen können. Voraussetzung ist, dass diese eine ungewöhnlich große Anzahl der körpereigenen Antigene exprimieren. In diesem Fall tritt dann eine Immunreaktion ein, obwohl die Verbindung nur relativ schwach ist.
Studienautor Johannes Pettmann, ein Doktorand an der Sir William Dunn School für Pathologie und am Radcliffe Department of Medicine der University of Oxford, weist darauf hin, dass für die aktuelle Studie die Bindungsstärke verschiedener Antigene sehr genau gemessen wurde.
Unter anderem untersuchten die Wissenschaftler exakt, wie eng Rezeptoren auf T-Zellen an eine große Anzahl verschiedener Antigene binden. Außerdem wurde festgestellt, wie T-Zellen von gesunden Menschen auf Zellen reagierten, die mit unterschiedlichen Mengen von Antigenen beladen waren.
Diese Methoden, kombiniert mit Computermodellen, haben nach Auskunft der Wissenschaftler gezeigt, dass die Rezeptoren der T-Zellen im Vergleich zu anderen Rezeptortypen bessere Unterscheidungsfähigkeiten haben. Aber dennoch seien sie alles andere als perfekt. T-Zellen reagieren unter bestimmten Umständen auch stark auf Antigene, die normalerweise nur eine schwache Bindung erzeugen.
Diese Erkenntnis verändert die Sichtweise von T-Killerzellen grundlegend. Die Antigen-Bindungsstärke eignet sich demnach nicht mehr als alleiniges Merkmal für die Aktivität von T-Zellen. Die Reaktion auf große Mengen von schwach bindenden Antigenen zeigt, warum T-Killerzellen auch körpereigene Zellen angreifen können.
Die Studienautoren vermuten, dass technische Probleme bei der Messung der Stärke der T-Zell-Rezeptorbindung in früheren Studien wahrscheinlich zu der falschen Schlussfolgerung geführt haben, dass T-Zellen perfekte Diskriminatoren sind. Das unterstreiche die Bedeutung präziserer Messungen.
„Unsere Arbeit legt nahe, dass T-Zellen beginnen könnten, gesunde Zellen anzugreifen, wenn diese Zellen eine ungewöhnlich hohe Anzahl von Antigenen produzieren“, sagte der leitende Studienautor Omer Dushek, Associate Professor an der Sir William Dunn School für Pathologie der Universität Oxford und Senior Research Fellow in grundlegenden biomedizinischen Wissenschaften beim Wellcome Trust, UK.
Diese neue Erkenntnis wird vermutlich zu einem Paradigmenwechsel bei der Autoimmunität beitragen. Bisher konzentriere sich die Forschung auf das fehlerhafte Erkennen von Antigenen durch T-Zellen. Stattdessen könnte die Menge der körpereigenen Antigene in Zukunft stärker berücksichtigt werden.
Die neue Studie eröffnet neue Forschungswege bei der Untersuchung von T-Zellen. Sie könnte nach Ansicht der Wissenschaftler auch hilfreich sein, um die Nebenwirkungen von Therapien zu verringern, die auf T-Zellen basieren. So könnten Autoimmunerkrankungen behandelt werden, ohne die Krebs tötende Fähigkeit von T-Zellen zu verringern.
Quelle:
Johannes Pettmann, Anna Huhn, Enas Abu Shah, Mikhail A Kutuzov, Daniel B Wilson, Michael L Dustin, Simon J Davis, P Anton van der Merwe, Omer Dushek. The discriminatory power of the T cell receptor. eLife, 2021; 10 DOI: 10.7554/eLife.67092 (https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210525113706.htm)
