Myeloproliferative Neoplasie

Mutation in den hämatopoetischen Stammzellen verbessert die Abwehr von Krankheitskeimen

Bei Patienten mit myeloprolifertiver Neoplasie finden Forscher der Universität Magdeburg eine bessere Abwehr von Krankheitskeimen. Die verstärkte Immunreaktion führen die Experten auf eine Mutation bei den blutbildenden Stammzellen zurück, die für die Erkrankung des Knochenmarks verantwortlich ist.

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Patienten mit myeloproliferativer Neoplasie zeigen häufig auch eine gesteigerte Immunabwehr. Schuld daran ist die Mutation, die zur Erkrankung führt. Sie findet sich nicht nur in den hämatopoetischen Stammzellen, sondern auch in den T-Zellen.

 

Bei myeloprolifertativer Neoplasie stört eine Mutation in hämatopoetischen Stammzellen die Blutbildung

Als myeloproliferative Neoplasie (MPN) bezeichnen Mediziner eine Gruppe von bösartigen, chronischen Erkrankungen des Knochenmarks. Die Patienten besitzen hämatopoetische Stammzellen mit einer besonderen Mutation. Diese Mutation sorgt dafür, dass im Knochenmark die Blutbildung aus dem Ruder läuft. Es werden zu viele Blutzellen gebildet. Die Folge: Das Blut dickt ein. Es kommt zu Blutgerinnseln und verstopften Blutgefäßen. Eine häufige Folge sind Thrombosen und Schlaganfälle.

Ein gemeinsames Forschungsprojekt von Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg fanden nun heraus, dass bei MPN-Patienten nicht nur die Stammzellen entsprechend geschädigt sind, sondern häufig auch bestimmte Zellen des Immunsystems die Mutation in sich tragen. An Mäusen untersuchten die Wissenschaftler diese Auswirkungen auf das Immunsystem. Die Ergebnisse veröffentlichte die Forschergruppe im renommierten Fachjournal Leukemia.

 

Zusammenspiel der Akteure ist in der Stammzellnische normalerweise genau koordiniert

Im Knochenmark befinden sich die hämatopoetischen Stammzellen. Diese sind für die Blutbildung zuständig und sorgen für beständigen Nachschub an Erythrozyten und Leukozyten, also roten und weißen Blutkörperchen, sowie den Thrombozyten (Blutplättchen).

Botenstoffe regen die blutbildenden Stammzellen an, indem sich die Botenstoffe an die Zellen binden und so eine Kette von Reaktionen in Gang setzen. Bei der myeloproliferative Neoplasie haben die Patienten einen Fehler im Erbmaterial der Blutstammzellen. Die Mutation lässt sich in einem ganz bestimmten Bereich nachweisen. Dieser ist in der Reaktionskette für einen spezifischen Baustein zuständig. Die genaue Bezeichnung lautet „Janus-Kinase 2“. Der Erbgutfehler sorgt dafür, dass das Signal zur Bildung neuer Blutzellen in den hämatopoetischen Stammzellen permanent angeschalten ist und nicht ausgeht. Da sich aus den hämatopoetischen Stammzellen im nächsten Differenzierungsschritt entweder lymphatische Stammzellen oder myeloische Stammzellen entwickeln, wird die Mutation entsprechend weitergegeben. Je nachdem welcher Stammzellentyp betroffen ist, werden im Knochenmark der Patienten entsprechende Blutkörperchen gebildet. Um die Folgen, nämlich die Eindickung des Blutes und die Verstopfung der Gefäße zu bekämpfen, erhalten die meisten Patienten mit myeloproliferativer Neoplasie einen Hemmstoff. Er soll bei der Janus-Kinase 2 das Dauersignal zur Blutbildung unterdrücken. Dieser Hemmstoff hat Nebenwirkungen. Er schwächt die Immunzellen, sodass die Patienten anfälliger für Infektionen sind.

 

Patienten, bei denen sich die MDN-Mutation auch auf die T-Zellen auswirkt, zeigen Auffälligkeiten bei der Immunreaktion

In der jetzigen Studie untersuchten die Braunschweiger und Magdeburger Mediziner Patienten mit unterschiedlich ausgeprägter myeloproliferativer Neoplasie. Dabei fanden sie heraus, dass bei 60 Prozent der Patienten, die besonders viele Stammzellen mit der Mutation besitzen, die Mutation auch in den sogenannten T-Zellen nachweisbar ist. Diese Immunzellen sind zuständig, in den Körper eingedrungene Krankheitserreger zu bekämpfen. Bislang war das Ausmaß der Mutation in den T-Zellen der Betroffenen nicht bekannt. Doch was bedeutet dieser Befund für die Patienten genau? Um eine Antwort auf diese Frage zu finden, wurden die klinischen Studien zusätzlich mit Untersuchungen an Mäusen kombiniert.

Das Forscherteam züchtete Mäuse, die in ihren T-Zellen eine Mutation in der „Janus-Kinase 2“ tragen. Diese Tiere wurden im nächsten Schritt mit gesunden Mäusen verglichen. Die Ergebnisse: Trotz des Fehlers in der Erbinformation ging es den Mäusen gut. Sie wiesen zunächst keine Unterschiede zu den Kontrolltieren auf.

 

Immunsystem reagiert heftiger auf Stimulation durch Krankheitserreger

Im nächsten Schritt wurden die Mäuse gezielt mit Listeria monocytones-Bakterien infiziert. Die umgangssprachlich einfach Listerien genannten Bakterien können Lebensmittel besiedeln. Gelangen sie in den Organismus können sie beim Menschen schwere Infektionen wie eine Hirnhautentzündung auslösen.

Nach sieben Tagen konnten in der Milz der Mäuse mit den mutierten T-Zellen 100-mal weniger Bakterien nachgewiesen werden als bei den Kontrollmäusen. Die Mäuse hatten auch deutlich mehr spezifische T-Zellen gebildet, die sich gegen die Listerien richten. Die Infektion war für die Tiere so besser zu kontrollieren als für die Tiere ohne Mutation.

Doch die Forscher schauten sich nicht nur die T-Zellen in den Labormäusen genau an. Sie hatten auch die anderen Blutkörperchen der infizierten Tiere im Blick. Neben den T-Zellen hatten sich die Granulozyten und die Vorläuferzellen der Erythrozyten stark vermehrt. Für die Tiere bestand deshalb eine erhöhte Thrombose-Gefahr. Die Mäuse wiesen außerdem erhöhte Entzündungswerte als Folge der starken Immunantwort auf.

Die Wissenschaftler wollten im nächsten Schritt ausschließen, dass die verstärkte Bildung der Blutzellen allein durch die Listerien-Infektion ausgelöst wurde. Der Versuch wurde deshalb wiederholt. Diesmal allerdings setzten die Forscher auf das pflanzliche Lektin. Auch dieses stimuliert das Immunsystem. Die Untersuchung zeigt, dass das Lektin das Immunsystem aktivierte und damit auch die T-Zellen. Es hatte damit die gleichen Effekte wie die Listerien-Infektion. Bei den Mäusen mit der T-Zell-Mutation gab es eine stärkere Immunantwort und wieder eine erhöhte Blutbildung. Für die Forscher ist nun klar, dass die deutlich heftigere Reaktion des Immunsystems sich auf die Mutation in den T-Zellen zurückführen lässt.

 

Weitere Studien sollen offene Fragen klären

Die nächste Studie zu dem Phänomen ist längst in Planung, denn die Forscher möchten den Mechanismus der Aktivierung der T-Zellen durch die mutierte Janus-Kinase 2 unter die Lupe nehmen. Beantwortet werden soll die Frage, warum der Körper nicht dagegen steuert. Ferner ist auch nicht bekannt, was die Mutation in den T-Zellen für Patienten mit myeloproliferativer Neoplasie bedeutet. Geklärt werden soll daher, ob die Patienten mehr Autoimmun-Symptome aufweisen. Es ist durchaus denkbar, dass diese Patienten eine andere Prognose als andere MPN-Patienten haben und deswegen auch eine andere Herangehensweise bei der Therapie benötigen.

Das Forscherteam ist Teil des Gesundheitscampus Immunologie, Infektiologie und Inflammation (GC-I³) der Universität Magdeburg. Der Gesundheitscampus hat es sich zur Aufgabe gemacht, Entzündungsprozesse zu verstehen und dadurch auch Volkskrankheiten zu heilen.

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