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Im Kampf gegen eine Krebserkrankung oder gegen chronische Infektionen muss das Immunsystem über lange Zeiträume aktiv sein. Doch auf Dauer kommt es häufig zu einer Erschöpfung der Immunabwehr. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) haben nun bei Mäusen erste Hinweise dafür gefunden, dass Skelettmuskeln dazu beitragen, das Immunsystem bei chronischen Erkrankungen funktionsfähig zu erhalten.
Oft sind ein starker Gewichtsverlust und eine Abnahme der Muskelmasse die Folge einer Krebserkrankung oder einer schweren Infektion. Neben diesem als Kachexie bekannten Prozess leiden Betroffene häufig unter einem geschwächten Immunsystem. Verantwortlich dafür ist unter anderem ein Funktionsverlust einer Gruppe von T-Zellen, deren Aufgabe es ist, virusinfizierte Zellen oder Krebszellen zu erkennen und abzutöten.
Die Prozesse, durch die die T-Zellen an Aktivität verlieren, sind bislang weitgehend ungeklärt. Erste Hinweise deuten jedoch darauf hin, dass ein Zusammenhang mit der Kachexie besteht. „Es ist bekannt, dass T-Zellen an dem Verlust von Skelettmuskelmasse beteiligt sind. Doch ob und wie wiederum Skelettmuskeln die Funktion der T-Zellen beeinflussen, ist unklar“, erläutert Guoliang Cui vom DKFZ.
Um dies herauszufinden, infizierten die Wissenschaftler Mäuse mit Lymphozytären-Choriomeningitis-Viren (LCMV). Diese Methode wird als weitverbreitetes Modellsystem genutzt, um den Verlauf von akuten oder chronischen Infektionen bei Mäusen zu untersuchen. Anschließend analysierten die Forscher die Genexpression der Skelettmuskulatur der Tiere und stellten fest: Bei einer chronischen Infektion schütten die Muskelzellen vermehrt den Botenstoff Interleukin-15 aus. Dieser bewirkt, dass sich T-Zell-Vorläufer in den Skelettmuskeln ansiedeln. Dadurch sind sie räumlich abgegrenzt und vor einem Kontakt mit der chronischen Entzündung geschützt.
„Verlieren die T-Zellen, die aktiv gegen die Infektion ankämpfen, durch eine andauernde Stimulation ihre volle Funktionsfähigkeit, so können die Vorläuferzellen aus den Muskeln auswandern und sich zu funktionsfähigen T-Zellen weiterentwickeln“, so Jingxia Wu, Erstautorin der Studie. „Dies ermöglicht, dass das Immunsystem kontinuierlich und andauernd gegen das Virus ankämpfen kann.“
Könnte also regelmäßiges Krafttraining das Immunsystem stärken? „In unserer Studie gelang es Mäusen mit mehr Muskelmasse besser, mit einer chronischen Vireninfektion umzugehen, als solchen, deren Muskeln schwächer ausgeprägt waren. Doch ob sich die Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, müssen künftige Experimente zeigen“, erklärt Guoliang Cui.
Wu J, Weisshaar N, Hotz-Wagenblatt A, Madi A, Ma S, Mieg A, Hering M, Mohr K, Schlimbach T, Borgers H and Cui G: Skeletal muscle antagonizes antiviral CD8+ T cell exhaustion. Science Advances 2020; DOI: 10.1126/sciadv.aba3458
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können.
Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern.
Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.
Wu J, Weisshaar N, Hotz-Wagenblatt A, Madi A, Ma S, Mieg A, Hering M, Mohr K, Schlimbach T, Borgers H and Cui G: Skeletal muscle antagonizes antiviral CD8+ T cell exhaustion. Science Advances 2020; DOI: 10.1126/sciadv.aba3458
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