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Schlechte Schüler unter den T-Zellen können Typ-1-Diabetes verursachen

Selbstmord oder zweite Chance - Wie der Körper auf autoimmune T-Zellen reagiert

T-Zellen sind ein entscheidender Bestandteil des menschlichen Immunsystems. Im Lauf ihrer Entwicklung in der Thymusdrse erhlt jede T-Zelle einen individuellen Rezeptor an der Oberflche. Dank der Vielfalt dieser Molekle kann der Krper nahezu jeden Krankheitserreger erkennen und unschdlich machen. Allerdings entstehen im Thymus immer auch T-Zellen, die krpereigene Strukturen erkennen und angreifen knnten. Werden diese nicht unschdlich gemacht, kann dies Autoimmunerkrankungen wie Typ-1-Diabetes, Multiple Sklerose oder Morbus Crohn nach sich ziehen.

Nun konnte ein Team um den LMU-Immunologen Professor Ludger Klein in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der TU Mnchen neue Erkenntnisse darber gewinnen, wie die gefhrlichen T-Zellen vom Krper erkannt und aussortiert werden. "Dabei haben wir auch entdeckt, warum manche der schdlichen T-Zellen in den 'Selbstmord' getrieben werden, whrend andere zu ungefhrlichen, sogenannten regulatorischen T-Zellen 'umerzogen' werden", berichtet Klein. "Die Ergebnisse tragen hoffentlich dazu bei, Autoimmunkrankheiten besser zu verstehen. Sie knnten auch einen Ausgangspunkt fr neue, innovative Therapieanstze darstellen." (Nature Immunology online, 2. Mai 2010)

Gemeinsam mit den B-Lymphozyten gehren die T-Lymphozyten oder T-Zellen zur Gruppe der weien Blutkrperchen, die spezifische Aufgaben bei der Abwehr von Krankheitserregern erfllen. Unmittelbar nach ihrer Entstehung gehen die T-Zellen in der Thymusdrse gewissermaen "in die Schule": Dort erhalten sie nach dem Zufallsprinzip einen Rezeptor, der jeweils nur eine spezifische Struktur erkennt.

Anschlieend werden die Zellen daraufhin getestet, ob sie mit ihrem Rezeptor auf eine krpereigene Struktur reagieren. "Ist dies der Fall, werden die potentiell gefhrlichen T-Zellen meist noch im Thymus unschdlich gemacht", berichtet der LMU-Immunologe Ludger Klein. "Entweder sie werden in den programmierten Zelltod getrieben oder zu sogenannten regulatorischen T-Zellen 'umerzogen'. Diese erkennen zwar immer noch krpereigene Strukturen, sie erfllen nun jedoch den Zweck, schdliche T-Zellen in ihrer Nachbarschaft unter Kontrolle zu halten."

Bereits vor einigen Jahren konnten Klein und sein Forscherteam zeigen, dass es im Thymus einen spezialisierten Zelltyp gibt, der smtliche Zellstrukturen des Krpers produziert, die Medullren Epithelzellen. Die so entstandenen Proteine, auch "Selbst-Antigene" genannt, werden anschlieend in kurze Spaltstcke zerlegt und in dieser Form den T-Zellen prsentiert. "Damit entsteht im Thymus quasi ein Abbild des gesamten Krpers", erlutert Maria Hinterberger, Erstautorin der Studie. "T-Zellen, die auf krpereigene Strukturen reagieren, knnen so gezielt aussortiert werden." Allerdings war bislang unklar, auf welche Weise die Proteinbruchstcke den T-Zellen dargeboten werden. "Eine verbreitete Annahme war, dass diese Aufgabe von den Dendritischen Zellen im Thymus erfllt wird", sagt Hinterberger. "In unserer neuen Arbeit haben wir uns nun mit der Frage beschftigt, ob auch die Medullren Epithelzellen als Antigen-prsentierende Zellen fungieren."

Mit Hilfe eines genetischen Tricks, der sogenannten "Knock-down-Methode", setzten die Forscher bei Musen die Aktivitt eines Schlsselmolekls der Medullren Epithelzellen herunter, das spezifisch an der Prsentation der Proteinstcke beteiligt ist. Dagegen blieb die Funktion der Epithelzellen als Hersteller der Proteinschnipsel vollstndig erhalten. "Interessanterweise wurden unter diesen Umstnden T-Zellen, die normalerweise in den Zelltod getrieben werden, nicht mehr effizient eliminiert", sagt Klein. "Dies zeigt uns, dass den Medullren Epithelzellen eine ganz entscheidende Funktion als Antigen-prsentierende Zellen zukommt." So lie sich durch die genetischen Vernderungen in einigen Organen auch eine autoimmune Gewebszerstrung beobachten, die jedoch relativ mild ausfiel.

Zustzlich erhielten die Forscher in ihrer Untersuchung erste Antworten auf die Frage, warum manche der als schdlich erkannten T-Zellen im Thymus in den Zelltod getrieben werden, whrend andere unter genau denselben Umstnden in regulatorische T-Zellen verwandelt werden. So wurde die Antigen-prsentierende Funktion der T-Zellen durch die "Knock-down-Methode" nicht vollkommen ausgeschaltet, sondern nur auf etwa ein Zehntel des ursprnglichen Wertes herunterreguliert. "Dadurch entwickelten sich einige T-Zellen, die normalerweise aussortiert worden wren, zu regulatorischen Zellen", berichtet Klein. "Demnach spielt die Strke der Antigen-Erkennung im Thymus eine entscheidende Rolle dafr, ob eine potentiell schdliche T-Zelle abstirbt oder zu einer harmlosen regulatorischen T-Zelle wird." Das Verstndnis dieser Mechanismen knnte dazu beitragen, neue Therapieanstze fr Autoimmunkrankheiten zu entwickeln. (CA)

Publikation: "Autonomous role of medullary thymic epithelial cells in central CD4+ T cell tolerance"; Maria Hinterberger, Martin Aichinger, Olivia Prazeres da Costa, David Voehringer, Reinhard Hoffmann, Ludger Klein; Nature Immunology online; 2. Mai 2010; DOI: 10.1038/ni.1874.

zuletzt bearbeitet: 04.05.2010 nach oben

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