Revolutionäre T-Zellen: Körper bereitet sich frühzeitig auf Infektionen vor!

Forschende der Technischen Universität München (TUM) und von Helmholtz Munich haben kürzlich in einer umfassenden Studie herausgefunden, dass der menschliche Körper sich bereits zu Beginn unkomplizierter Infektionen auf potenziell schwere Krankheitsverläufe einstellt. Diese Erkenntnis könnte weitreichende Implikationen für die Behandlung von Erkrankungen haben.

Traditionell galt es als gesichert, dass spezielle T-Zellen, die für die Bekämpfung von Krankheitserregern verantwortlich sind, nur bei chronischen und schweren Infektionen sowie in Tumoren gebildet werden. Doch die neue Forschung zeigt, dass der Körper bereits in frühen Phasen moderater Krankheiten T-Zell-Subtypen vorbereitet, die anfällig für Erschöpfung sind. T-Zellen sind entscheidend für die Steuerung der Immunreaktion und die Bekämpfung von Erregern. In der Studie erklärte Dietmar Zehn, Professor für Tierphysiologie und Immunologie an der TUM und Letztautor, dass einige dieser Subtypen ihre Aktivität während des Krankheitsverlaufs verringern oder sogar einstellen. Auf den ersten Blick kann dies als Schutzfunktion angesehen werden, da es Schäden im Rahmen von langwierigen Krankheiten vermeidet.

T-Zell-Erschöpfung und ihre Ursachen

Dennoch birgt die T-Zell-Erschöpfung auch erhebliche Risiken, insbesondere in der Therapie schwerer Erkrankungen wie Krebs. In diesem Kontext hat sich das Forschungsteam um Martin Väth an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Eine Optimierung des zellulären Stoffwechsels könnte die Langlebigkeit und Funktionalität der T-Zellen erhöhen. Besonders interessant sind die Ergebnisse, dass durch die Überexpression eines mitochondrialen Transporters, der für die Produktion von Adenosin-Triphosphat (ATP) entscheidend ist, die Erschöpfung verringert werden könnte. Aktuelle Therapien wie CAR-T-Zellen zeigen bereits Erfolge bei Leukämie und Lymphomen, haben jedoch nur begrenzten Erfolg bei soliden Tumoren, was ebenfalls mit der T-Zell-Erschöpfung in Zusammenhang steht.

Forschung und Zukunftsaussichten

Ein neues genetisches Modell wurde entwickelt, um den Zusammenhang zwischen dem mitochondrialen Stoffwechsel und dem Verlust der T-Zell-Funktion zu analysieren. In diesen Experimenten wurde der mitochondriale Phosphat-Transporter (SLC25A3) ausgeschaltet, was zu einer Lahmlegung der Zellatmung führte und alternative Stoffwechselwege aktivierte. Diese Anpassung bewirkt eine erhöhte Bildung von Sauerstoffradikalen, was den Abbau des Transkriptionsfaktors HIF-1-alpha hemmt. Die Ansammlung von HIF-1-alpha im Zellkern beschleunigt wiederum die T-Zell-Erschöpfung.

Die Entdeckung dieser neuen regulatorischen Mechanismen zwischen Zellatmung und T-Zell-Funktion wird als „metabolischer Kontrollpunkt“ bezeichnet und bietet neue Ansätze für die Behandlung von Krankheiten. Zukünftige Forschungen sollen den Einfluss der mitochondrialen Zellatmung auf die epigenetische Programmierung von T-Zellen herausstellen, wobei auch die Umgebungsbedingungen, wie Nährstoffgehalt und Sauerstoffsättigung, berücksichtigt werden sollen. Diese Arbeiten wurden größtenteils im Labor von Martin Väth durchgeführt und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziell unterstützt.

Insgesamt sind die Ergebnisse der gesamten Forschungsanstrengungen von TUM und der Universität Würzburg ein wichtiger Schritt im Verständnis des Immunsystems. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur für die Entwicklung neuer Diagnostikverfahren und Therapien von Bedeutung sein, sondern auch unser Verständnis darüber, wie der Körper auf Infektionen reagiert, grundlegend ändern.