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Zu Krebserkrankungen kommt es unter anderem deshalb, weil so genannte regulatorische Zellen die körpereigene Immunabwehr blockieren. Forschende unter der Federführung der Technischen Universität München (TUM) haben einen Mechanismus gefunden, um jene Zellen im Tumorgewebe zu identifizieren, die eine Immunantwort unterdrücken. Ihre Erkenntnisse können dazu beitragen, die Diagnostik und die Immuntherapie von Krebserkrankungen zu verbessern.
Das Immunsystem verteidigt uns nicht nur gegen Infektionen, sondern auch gegen Krebs. Der Schutz beruht insbesondere auf der Aktivierung von speziellen Zellen des Immunsystems, den CD8+ T-Zellen. Diese können Zellen als infiziert oder entartet erkennen und gezielt töten.
„Die Fähigkeit des Immunsystems und speziell der CD8+ T-Zellen, Krebszellen in Geweben wie Lunge, Darm oder Leber zu beseitigen, ist bei Tumor-Patientinnen und -Patienten häufig eingeschränkt“, erklärt Percy Knolle, Professor für Molekulare Immunologie an der Technischen Universität München (TUM).
Antikörper ermöglichen Immunantwort bei Krebspatienten
Krebszellen senden Signale aus, die das Immunsystem bremsen. Das Wissen darüber, wie die tumor-spezifische Immunität eingeschränkt wird, führte dazu, dass Immuntherapien gegen Krebs durch sogenannte Checkpoint-Blockade entwickelt wurden.
Die Signale, welche von den Krebszellen ausgehen, werden bei dieser Therapieform blockiert und die Immunabwehr gleichzeitig aktiviert. Patientinnen und Patienten bekommen im Rahmen der Therapie Antikörper verabreicht, die die Blockade der Immunantwort („checkpoint inhibition“) aufheben.
Neuartige Form der Unterdrückung Krebs-spezifischer Immunantworten gefunden
Die Forschungsgruppe der TUM um Dr. Bastian Höchst und Prof. Percy Knolle am Standort Freising-Weihenstephan und am Klinikum rechts der Isar in München hat zusammen mit Forschenden der Universität Heidelberg und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg sowie der Yale University in den USA eine neuartige Form der Unterdrückung Krebs-spezifischer Immunantworten gefunden und aufgeklärt.
Laut der neuen Publikation basiert die Unterdrückung auf einem Abbauprodukt aus dem Glukose-Stoffwechsel. Fresszellen, welche die Aktivierung anderer Zellen des Immunsystems unterdrücken (Myeloide Supressorzellen), werden häufig in der Nähe von und auch in Tumoren gefunden. Sie sind dafür bekannt, die Krebs-spezifische Immunität stark einzuschränken.
„Wir konnten die übermäßige Produktion des Abbauprodukts aus dem Glukose-Stoffwechsel als charakteristische Eigenschaft von Supressorzellen im Tumor identifizieren und gleichzeitig den Wirkmechanismus der Immun-Blockade aufklären“, erläutert Dr. Bastian Höchst.
Neue Methoden aktivieren Immunzellen
Die Blockade der Krebs-spezifischen CD8+ T-Zellen wird durch eine gezielte Verknappung von Aminosäuren erzwungen, die für die Aktivierung von Immunzellen essentiell sind. Dadurch werden die Immunzellen in eine Art Winterschlaf versetzt.
Es gelang den Forschenden Methoden zu entwickeln, mit denen die Immunzellen aus ihrem Winterschlaf geweckt werden können. Die Kombination von „checkpoint inhibition“ mit einer spezifischen Auflösung der Blockade-Funktion des Stoffwechselprodukts führte dazu, dass die Krebs-spezifische Immunantwort im Experiment deutlich gesteigert wurde.
„Diese Ergebnisse werden die Entwicklung neuer Formen der Immuntherapie gegen Krebserkrankungen ermöglichen“, fasst Prof. Knolle zusammen.
Prof. Dr. Percy A. Knolle
Technische Universität München
Institut für Molekulare Immunologie und Experimentelle Onkologie
Tel.: +49 89 4140 - 6921
percy.knolle(at)tum.de
Dr. Bastian Höchst
Technische Universität München
Forschungsgruppenleiter
Tel.: +49-89-4140-6754
bastian.hoechst(at)tum.de
T. Baumann, A. Dunkel, C. Schmid, S. Schmitt, M. Hiltensperger, K. Lohr, V. Laketa, S. Donakonda, U. Ahting, B. Lorenz-Depiereux, J. Heil, J. Schredelseker, L. Simeoni, C. Fecher, N. Körber, T. Bauer13, N. Hüser, D. Hartmann, M. Laschinger, K. Eyerich, S. Eyerich, M. Anton, M. Streeter, T. Wang, B. Schraven, D. Spiegel, F. F. Assaad, T. Misgeld, H. Zischka, P. J. Murray, A. Heine, M. Heikenwälder, T. Korn, C. Dawid, T. Hofmann, P.A. Knolle & B. Höchst (2020): Regulatory myeloid cells paralyze T cells through cell-cell transfer of the metabolite methylglyoxal. In: Nature Immunology. DOI: 10.1038/s41590-020-0666-9.
https://mediatum.ub.tum.de/1544218 (Bildmaterial mit hoher Auflösung)
https://www.tum.de/nc/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/details/35987/ (Am Institut von Prof. Dr. Percy A. Knolle wird auch zu Covid-19 geforscht. Prof. Knolle erforscht mit seinem Team die Immunantwort der Patientinnen und Patienten mit besonders schweren Verläufen der Krankheit. Insbesondere geht er der Frage nach, ob ein schwerer Verlauf auch durch eine übermäßige Immunreaktion in der Lunge verstärkt wird.)
Dr. Bastian Höchst im Labor.
A. Heddergott / TUM
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Tobias Baumann am Mikroskop.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler, jedermann
Medizin
überregional
Forschungs- / Wissenstransfer, Forschungsergebnisse
Deutsch
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