Wenn das Immunsystem aus dem Gleichgewicht gerät, kann dies zu schwerwiegenden Problemen wie Typ-1-Diabetes, anderen Autoimmunerkrankungen oder Abstoßungsreaktionen nach einer Organtransplantation führen. Aktuelle Behandlungen unterdrücken typischerweise das gesamte Immunsystem, was zu schwerwiegenden Nebenwirkungen, einschließlich einem erhöhten Infektionsrisiko und anderen Komplikationen, führen kann. Ein besserer Ansatz wäre, die Immunantwort präzise und gezielt zu modulieren.Genau das ist Forschern jetzt gelungen: Sie haben spezialisierte Immunzellen entwickelt, um das Gleichgewicht wiederherzustellen, ohne die allgemeine Immunität zu beeinträchtigen.
Immunzellen so manipulieren, dass sie schützen statt angreifen
Das Immunsystem schützt vor Viren, Bakterien und anderen Bedrohungen, indem es schädliche Eindringlinge erkennt und darauf reagiert. Außerdem unterscheidet es zwischen körpereigenen und fremden Zellen und passt seine Reaktion je nach Bedarf an. Wenn das Immunsystem jedoch fehlreguliert ist, greift es fälschlicherweise körpereigenes Gewebe an. Bei Erkrankungen wie Typ-1-Diabetes zerstört das Immunsystem die insulinproduzierenden Betazellen in der Bauchspeicheldrüse. Auch transplantierte Organe stößt das Immunsystem ab und betrachtet sie als fremde Bedrohung. Während Immunsuppressiva diese schädlichen Reaktionen verhindern können, bergen sie auch ernsthafte Risiken, darunter ein erhöhtes Infektions- und Krebsrisiko.
Jetzt haben Forscher spezielle Immunzellen entwickelt, die übermäßige Immunreaktionen regulieren und beruhigen sollen. Diese veränderten Zellen erkennen und schützen gesundes Gewebe und verhindern, dass T-Killerzellen es angreifen. Dieser Durchbruch könnte dazu beitragen, die Organabstoßung zu stoppen, den Bedarf an starken Immunsuppressiva zu verringern und einen sichereren, gezielteren Ansatz zur Immunregulierung bereitzustellen.
Eine hochmoderne wissenschaftliche Kooperation
Diese Forschung wurde an der University of California, San Francisco (UCSF) abgeschlossen, mit wichtigen Beiträgen von Matthias Hebrok, Professor für angewandte Stammzellen und Organoidsysteme an der Technischen Universität München (TUM), und Dr. Hasna Maachi, Postdoktorandin an der Technischen Universität München und der Helmholtz-Universität München. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
„Diese Technologie kann das Immunsystem wieder ins Gleichgewicht bringen“, sagte Dr. Wendell Lim, Professor für zelluläre und molekulare Pharmakologie an der University of California in San Francisco. „Wir sehen darin eine potenzielle Plattform zur Behandlung verschiedener Immunstörungen.“
Immunzellen für gezielten Schutz neu programmieren
Um regulatorische Immunzellen zu entwickeln, verwendeten die Forscher dieselben Zelltypen, die auch in der CART-Zellimmuntherapie verwendet werden. Im letzteren Fall sind sie gezielt auf Tumorzellen ausgerichtet. Im Gegensatz dazu sind manipulierte regulatorische Immunzellen darauf ausgelegt, gesunde Zellen zu schützen. Sie produzieren eine Kombination regulatorischer Proteine, die sich laut Forschern als besonders wirksam erwiesen: ein Protein, das entzündungshemmend wirkt, und ein anderes, das entzündungsfördernde Substanzen ausscheidet. Dieses Zellsystem lässt sich flexibel an unterschiedliche Anwendungen anpassen.
Ziel: Betazellen bei Patienten mit Diabetes schützen
Um den Einsatz der Zellen bei Typ-1-Diabetes zu testen, haben die Forscher die Zellen so konstruiert, dass sie menschliche Betazellen erkennen und schützen. Sie führten die veränderten Immunzellen in Mäuse ein, denen menschliche Inselzellen transplantiert worden waren, um die Behandlung von Typ-1-Diabetes zu simulieren. Das Experiment war ein Erfolg: Die transplantierten Betazellen überlebten, geschützt durch die manipulierten Zellen, und produzierten weiterhin Insulin. Im Gegensatz dazu wurden transplantierte Zellen ohne den Schutz gentechnisch veränderter T-Zellen zerstört.
Die Zukunft der Präzisionsimmuntherapie
Die Autoren stellen sich eine Zukunft vor, in der Organtransplantationspatienten oder Patienten mit Autoimmunerkrankungen Therapien erhalten, die nur bestimmte Bereiche des Körpers behandeln, in denen das Immunsystem abnormal ist, und nicht das gesamte System lahmlegen. Die neue Technologie könnte auch zur Feinabstimmung von CART-Zelltherapien zur Krebsbehandlung eingesetzt werden, sodass die Zellen nur Tumore und kein gesundes Gewebe angreifen.
Die Fähigkeit, Immunantworten zu modulieren und die funktionellen Eigenschaften von aus Stammzellen gewonnenen Geweben weiter zu optimieren, ist von zentraler Bedeutung für die Entwicklung langlebiger Stammzelltherapien und ein klares Ziel für Organoidforscher am neu gegründeten Zentrum für Organoidsysteme (COS) an der Technischen Universität München in Deutschland.
Zusammengestellt von /ScitechDaily