»Wir wollen die besonderen immunologischen Bedingungen in der Leber nutzen, um spezielle schützende Immunzellen zu erzeugen«, erklärt Privatdozent Dr. Stefan Lüth von der I. Medizinischen Klinik des UKE. »Solche regulatorischen T-Zellen könnten auch den Ausbruch von Autoimmunkrankheiten wie der Multiplen Sklerose verhindern.« In der Leber werden mögliche Auslöser von Krankheiten stärker als in anderen Organen kontrolliert. Solche Auslöser sind zum Beispiel Fremdstoffe, die mit der Nahrung in den Körper gelangen und dort als Antigene Erkrankungen auslösen können. Aber starke Immunreaktionen gegen solche Antigene und daraus folgende Erkrankungen bleiben in der Regel aus. Denn die Leber kann besondere Immunzellen erzeugen, die sogenannten regulatorischen T-Zellen, die Abwehrreaktionen gegen solche Fremdstoffe, meistens bestimmte Eiweiße, unterdrücken.

Darüber hinaus können regulatorische T-Zellen auch körpereigene Antigene (Autoantigene), die zu Autoimmunkrankheiten führen, unschädlich machen. Das Team von Dr. Lüth bringt veränderte Autoantigene in die Leber ein, um so die Produktion der schützenden regulatorischen T-Zellen anzuregen. Die Forscher hoffen, so die Entstehung von Autoimmunkrankheiten wie der Multiplen Sklerose unterdrücken zu können. Ziel ist es, sowohl eine Impfung als auch eine Immuntherapie der Multiplen Sklerose zu entwickeln. Bei einer der menschlichen Multiplen Sklerose ähnlichen Autoimmunerkrankung der Maus konnte das Forscherteam von Dr. Lüth bereits die vollständige Unterdrückung der Krankheit bewirken.

Mit der Förderung der DFG soll diese vielversprechende Forschung nun ausgeweitet werden. Die Förderung des Projektes umfasst eine Summe von 437.850 Euro und erstreckt sich über drei Jahre. Unter anderem werden damit zwei Arbeitsplätze für junge Forscher finanziert.

Beutel statt GMP-Labor
Neuer HZI-Podcast: Steriles Beutelsystem eröffnet neue Perspektive für die Therapie mit körpereigenen Zellen.

Eine vielversprechende Strategie gegen Krankheiten ist die Behandlung mit Therapeutischen Zellen. Das sind Zellen des Immunsystems, die erst dem Patienten entnommen, im Labor aktiviert und dann wieder dem Patienten zurück gegeben werden – so gestärkt wehrt der Körper sich mit seinen eigenen aufpolierten Waffen. Das Problem: Nur in hochreinen Speziallaboren kann man mit Immunzellen so arbeiten, dass sie sich für die Therapie aktivieren lassen und das ist im Klinikalltag technisch fast nicht möglich. Wie also können Therapeutische Zellen alltagstauglich gemacht werden?

Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig haben Kurt Dittmar und Werner Lindenmaier gemeinsam mit einem Partnerkonsortium ein ausgeklügeltes, abgeschlossenes Beutelsystem entwickelt – sozusagen winzige sterile Speziallabore, die die Behandlung mit körpereigenen Zellen kliniktauglich machen.

Wie das Prinzip der sterilen Beutel funktioniert und wie Kliniker, Materialforscher und unsere HZI-Wissenschaftler gemeinsam die Beutel entwickelt haben, hören Sie im neuen Podcast des HZI: Plastikbeutel statt GMP-Labor – Neue Perspektive für die Therapie mit körpereigenen Zellen.

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Bei Krankheiten wie der Multiplen Sklerose greifen Zellen des Immunsystems Nervenzellen in Gehirn und Rückenmark an. Wissenschaftlern der Universität Würzburg ist es jetzt gelungen, diesen Angriff detailliert zu beobachten und zu beschreiben.
Das Prinzip ist immer das gleiche: Zellen des Immunsystems, die eigentlich fremde Krankheitserreger bekämpfen sollten, wandern ins Gehirn und ins Rückenmark und greifen dort Nervenzellen an. Das bekannteste Beispiel für solch eine Autoimmunerkrankung ist wahrscheinlich die Multiple Sklerose. Die Immunzellen, so genannte T-Zellen, zerstören die Isolationsschicht der Nervenzellen und rufen über das gesamte Zentrale Nervensystem verstreut chronische Entzündungen hervor.

Wie die zerstörerische Arbeit dieser Zellen abläuft, konnten jetzt Professor Heinz Wiendl und Dr. Sven Meuth aus der Forschungsgruppe »Multiple Sklerose und Neuroimmunologie« der Universität Würzburg beobachten.

»Es ist uns gelungen, die Interaktion zwischen einzelnen Immunzellen und isolierten Nervenzellen darzustellen und funktionell zu charakterisieren«, sagt Heinz Wiendl. Dafür haben die Wissenschaftler eine spezielle Zeitraffer-Mikroskopietechnik mit zeitlich hochauflösenden elektrophysiologischen Techniken kombiniert.

Nach dem Kurzschluss kommt Erholung oder Tod

Von den Ergebnissen dieser Beobachtungen waren die Wissenschaftler selbst überrascht: »Unter den entsprechenden experimentellen Bedingungen suchen T-Zellen ihre Zielzelle und greifen sie an«, erklärt Sven Meuth. Das Ergebnis: In der Nervenzelle kommt es zu einer Art elektrischem Kurzschluss; sie verliert ihre Funktion. Dann stehen zwei Möglichkeiten offen: Entweder die Zelle erholt sich von diesem Angriff und nimmt ihre Arbeit wieder regulär auf. Oder sie stirbt.

Verantwortlich dafür sind zwei Substanzen, die die T-Zellen bei ihrem Angriff freisetzen: Das Molekül Perforin, das einen Anstieg von Kalzium-Ionen in den Nervenzellen bewirkt und damit die elektrischen Eigenschaften der Zellen verändert. Und das Enzym Granzym B, das einen wesentlichen Beitrag zum Tod der Nervenzellen zu leisten scheint.

Reaktion schon nach wenigen Sekunden

»Mit dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, wie T-Zellen Nervenzellen im Zentralen Nervensystem aufsuchen, erkennen und mit ihnen interagieren«, sagt Heinz Wiendl. Neu und überraschend sei dabei die Erkenntnis gewesen, dass Nervenzellen schon sehr kurzfristig, also wenige Sekunden nach dem Kontakt mit den T-Zellen, elektrisch »stillgelegt« werden, was Konsequenzen sowohl für die einzelne Zelle als auch das gesamte Netzwerk mit sich bringt.

Kernbefunde der Arbeiten stammen von Alexander Herrmann und Ole Simon, die sich im Rahmen ihrer Promotionen in die neuen Techniken eingearbeitet haben. Zudem bestanden Kooperationen mit den Physiologischen Instituten der Universitäten Münster und Magdeburg sowie mit der Charité Berlin. Die Forschungsarbeiten wurden gefördert vom Würzburger Sonderforschungsbereich 581 sowie dem Interdisziplinären Zentrum für klinische Forschung (IZKF) des Universitätsklinikums.

»Cytotoxic CD8+ T Cell-Neuron Interactions: Perforin-Dependent Electrical Silencing Precedes But Is Not Causally Linked to Neuronal Cell Death«. Sven G. Meuth, Alexander M. Herrmann, Ole J. Simon, Volker Siffrin, Nico Melzer, Stefan Bittner, Patrick Meuth, Harald F. Langer, Stefan Hallermann, Nadia Boldakowa, Josephine Herz, Thomas Munsch, Peter Landgraf, Orhan Aktas, Manfred Heckmann, Volkmar Lessmann, Thomas Budde, Bernd C. Kieseier, Frauke Zipp, and Heinz Wiendl. The Journal of Neuroscience; doi:10.1523/JNEUROSCI.4339-09.2009

Kontakt:
Prof. Dr. Heinz Wiendl, T: (0931) 201-23755, E-Mail: heinz.wiendl@klinik.uni-wuerzburg.de
Dr. Dr. Sven Meuth, T: (0931) 201-23543, E-Mail: meuth_S@klinik.uni-wuerzburg.de