Gut für Gedächtnis des Immunsystems

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In einer Gedächtniszelle (rechts) fügen Choles-
terine (rot) die Rezeptoren zu Clustern zu-
sammen. Bei Kontakt mit einem Erreger wird der
ganze Cluster aktiviert; © Wolfgang Schamel

Das Gedächtnis des menschlichen Immunsystems ist entscheidend für die Entwicklung von Impfstoffen. Nur wenn der Körper einen Krankheitserreger, mit dem er bereits in Kontakt gekommen ist, bei einer erneuten Infektion wiedererkennt, kann das Immunsystem effektiver gegen ihn kämpfen.

Der Freiburger Immunbiologe Professor Wolfgang Schamel vom Institut für Biologie III der Albert-Ludwigs-Universität konnte zusammen mit Kolleginnen und Kollegen entschlüsseln, wie das Gedächtnis des Immunsystems funktioniert.

Das Immunsystem lernt Krankheitserreger bei einer ersten Infektion kennen und begreift, dass diese bekämpft werden müssen. Sobald der gleiche Krankheitserreger nochmals auf die T-Zellen-Rezeptoren des Immunsystems trifft, reagieren diese viel empfindlicher als bei der ersten Begegnung. Das Immunsystem wird so bereits durch weniger Krankheitserreger aktiviert. Warum die Zellen sensibler werden, war bisher nicht geklärt.

Die Arbeitsgruppe von Schamel fand zusammen mit dem Team um Professor Balbino Alarcon von der Autonomen Universität Madrid die Antwort auf diese grundlegende Frage. Sie zeigten, dass die erhöhte Empfindlichkeit durch ein Aneinanderlagern der T-Zellen-Rezeptoren entsteht: In einer naiven Zelle, die den Krankheitserreger noch nicht kennt, sind die Rezeptoren auf der Zellmembran einzeln, für sich allein stehend angeordnet. Dadurch müssen viele Krankheitserreger auf jeden Rezeptor einzeln treffen, damit dieser reagiert. In einer sogenannten Gedächtniszelle, die sich an den Krankheitserreger erinnert, sind die Rezeptoren auf der Membran in Gruppen angeordnet. Wenn ein Krankheitserreger auf einen Rezeptor dieser Cluster trifft, werden gleich alle darin zusammenhängenden Rezeptoren aktiviert. Dadurch wird das Immunsystem empfindlicher.

Jetzt konnten die Wissenschafter um Schamel und Professor Rolf Schubert nachweisen, wie eine Zelle diese Rezeptorcluster bildet. Ihre Mitarbeiter Doktor Eszter Molnár und Doktor Martin Holzer isolierten die Rezeptoren und bauten sie in einer künstlichen Membran nach. Sie fanden heraus, dass die Zusammensetzung der Lipide einer Membran für das Aneinanderlagern der Rezeptoren verantwortlich ist. Die Lipidzusammensetzung einer naiven Zelle unterscheidet sich von der einer Gedächtniszelle. Cholesterin ist dabei entscheidend, es tritt in einer Gedächtniszelle verstärkt auf. Diese höhere Konzentration von Cholesterin führt zu dem Zusammenschluss der Rezeptoren, denn die Cholesterine fügen diese wie Klebstoff zusammen.

MEDICA.de; Quelle: Universität Freiburg