Immunzellen: Normale Körperzellen zu Killerzellen umprogrammiert

Dank Immuntherapie mehr Optionen im Kampf gegen den Krebs

Die wichtigste Waffe des Immunsystems sind die T-Zellen. Sie erkennen infizierte Zellen und lösen bei den kranken Zellen den Zelltod aus. Dank der „Killerzellen“ stirbt so eine von einem Virus befallene Zelle ab. Ohne Wirtszelle hat jedoch auch das Virus keine Überlebenschance. „Mission erfüllt!“

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Künstliche, aus Fettstammzellen und Nierenzellen geschaffene T-Zellen könnten in Zukunft Krebszellen ausschalten. Die neue Immuntherapie lässt Krebspatienten hoffen, denn so könnten Tumore bereits in einem sehr frühen Stadium bekämpft werden. Da die Designer-Killerzellen unabhängig vom Immunsystem arbeiten, sind sich die Wissenschaftler sicher, dass auch weniger starke Nebenwirkungen auftreten werden.

 

Dieses fein austarierte System versagt leider bei Krebszellen, denn T-Zellen erkennen diese nicht als fremd und können sie daher nicht zerstören. Jetzt allerdings gibt es Hoffnung. Ärzte können im Labor künstliche T-Zellen erschaffen. Diese werden so verändert, dass sie gegen Tumore zum Einsatz kommen können. Die veränderten T-Zellen besitzen nämlich neue Funktionen, mit denen das Aufspüren und Abtöten von Krebszellen möglich ist.

 

Heutige Immuntherapien sind für die Patienten sehr anstrengend

Die aktuell eingesetzten Immunzelltherapien sind jedoch für die Patienten kein Zuckerschlecken, denn es kann zu starken Nebenwirkungen kommen. Außerdem war es bislang sehr anspruchsvoll, die veränderten T-Zellen herzustellen.

Ein Forscherteam von der ETH Zürich stellte kürzlich einen einfacheren Ansatz vor: Sie haben Nierenzellen und Fettstammzellen mit drei zusätzlichen Komponenten versehen. Sie ähneln dadurch den T-Zellen und können von nun an, Krebszellen aufspüren.

Eine der eingebrachten Komponenten bei den neuen Designer-T-Zellen aus normalen Körperzellen sind molekulare Antennen. Sie ragen aus der Zelle heraus. In der Zellmembran sitzen zudem Antikörper mit den spezifischen Andockstellen. Mit ihrer Hilfe können entsprechende Zielstrukturen der Krebszelle erkannt werden. Passen Andockstelle und Zielstruktur zusammen, so heftet sich die Designer-T-Zelle an die Tumorzelle. Bei der dritten eingebrachten Komponente handelt es sich um ein Gennetzwerk. Es erzeugt einen Molekülkomplex.

Laien können sich das in etwa wie einen Raketenkopf vorstellen. Der Molekülkomplex ist in der Lage, die Membran der Zielzelle zu durchdringen. Somit wird ein Konvertermolekül eingeschleust, dass im Inneren der Krebszelle einen Wirkstoff freisetzt, der die Tumorzelle zum Absterben bringt.

Für die Praxis bedeutet das Vorgehen, dass die Vorläufersubstanz des Antitumor-Wirkstoffes dem System von außen zugeführt werden muss. Die Krebszellen nehmen die Substanz dann zunächst auf, ohne dass ihnen etwas geschieht. Erst das Konvertermolekül wandelt die inaktive Wirkstoffform in eine aktive Wirkstoffform um – mit der Folge, dass die Krebszelle platzt. Dabei wird der Wirkstoff freigesetzt und kann in einem gewissen Umkreis – der sogenannten „Todeszone“ – weitere Tumorzellen bekämpfen. Der Effekt wird als „Bystander-Effekt“ bezeichnet und macht die synthetischen T-Zellen dadurch noch effektiver.

 

 

Zelltod der Krebszellen wird mechanisch ausgelöst

Die Kaskade, die zur Abtötung der Krebszelle führt, wird bei den Designer-T-Zellen mechanisch ausgelöst. Wenn die modifizierte T-Zelle die Tumorzelle als entartet erkennt, zieht sie die Krebszelle nahe an sich heran. Dabei verbiegen sich ihre Antennenproteine. Bis dahin hat die Verankerung der Antenne in die Zelle hineingeragt und so den Kontakt zu einem molekularen Schalter gehalten. Dieser Kontakt ist nun abgebrochen. Der molekulare Schalter erhält den Befehl „An“ und setzt eine Signalkaskade in Gang. Es beginnt die Produktion des Molekülkomplexes.

Gegenüber den heutigen Krebstherapien bringt die neuentwickelte Behandlung mit künstlichen T-Zellen einige Vorteile mit sich: Bei einer Chemotherapie wird der Körper buchstäblich mit Wirkstoffen geflutet. Ziel ist es, per breiter Salve möglichst viele, sich schnell teilende Zellen abzutöten. Die Chemotherapie macht daher manchmal wenig Unterschied zwischen guten Stammzellen und bösen Krebszellen. Beim neuen Verfahren jedoch braucht es nur wenige künstliche T-Zellen. Sie sind lokal im Einsatz und arbeiten sehr gezielt.

Die neuartigen T-Zellen sind außerdem in der Lage, metastasierende Krebszellen sehr früh zu erkennen und zu töten. Aktuelle Therapien hatten bislang da noch keine Möglichkeit, beizeiten zu greifen. Die aus normalen Körperzellen hergestellten T-Zellen arbeiten außerdem unabhängig vom Immunsystem. Dieses kann routiniert „seinem Tagesgeschäft“ nachgehen, d. h. es bleibt weiterhin voll funktionstüchtig. Deswegen sind auch deutlich weniger Nebenwirkungen beim neuen Behandlungsansatz zu erwarten.

 

Dank Baukastensystem ist die Bekämpfung weiterer Krebsarten möglich

Das entwickelte System kann überdies – ähnlich wie ein Baukasten – erweitert werden. Die Forscher sind in der Lage, die künstlichen Killerzellen mit verschiedenen Andockstellen auszustatten. Damit können sie andere Krebszelltypen erkennen. Bislang kamen die Designer-T-Zellen zur Bekämpfung eines ganz bestimmten Typs von Brustkrebs zum Einsatz. Mit der Methode kann so auch anderen Karzinomen der Garaus gemacht werden. Mit den in den Krebstherapien aktuell verwendeten, echten T-Zellen ist das so nicht möglich.

Ein Wehmutstropfen bleibt: Der neue Ansatz zur Bekämpfung von Krebszellen ist bis jetzt lediglich in Zellkulturen getestet worden. Ob Verfahren auch tatsächlich im Menschen funktioniert, müssen weitere Untersuchungen erst zeigen. Bis zur therapeutischen Anwendung ist es jedenfalls noch ein langer Weg. Aber die Tür zum effektiven Kampf gegen den Krebs hat sich wohl einen großen Spalt weit geöffnet.

 

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