T-Helfer-Zellen entscheiden über Krankheitsverlauf bei Virusinfektionen wie COVID-19
Bereits seit über drei Jahren infizieren sich Menschen weltweit mit dem SARS-CoV-2-Virus. Schnell zeigte sich, dass die T-Killer-Zellen eine entscheidende Rolle dabei spielen, das Virus im Körper zu bekämpfen, indem sie befallene Zellen abtöten. Allerdings war nicht ganz klar, wie es dem Immunsystem gelingt, die Abwehr zielgerichtet zu aktivieren und nach getaner Arbeit wieder zu beruhigen. Diesem Verständnis ist nun ein internationales Team, dem auch Wissenschaftler*innen des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin angehören, einen entscheidenden Schritt nähergekommen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher*innen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Immunology veröffentlicht.
T-Killer-Zellen, aufgrund ihres Oberflächenmoleküls auch CD8-positive T-Zellen genannt, spielen eine entscheidende Rolle bei der Abwehrreaktion unseres Körpers gegen Viren. Sie erkennen virusinfizierte Zellen und zerstören sie, wodurch sie verhindern, dass sich das Virus vermehrt und weitere Zellen infiziert. Damit diese CD8-positiven T-Zellen ihre Aufgabe erfüllen können, sind sie jedoch auf andere Zellen und Moleküle angewiesen: Nur wenn sie die geeignete Kombination von Signalen erhalten, werden sie in die Lage versetzt, infizierte Zellen zu töten – und sich anschließend wieder zu beruhigen.
„Lizenz zum Töten“ muss reguliert werden
Die "Lizenz zum Töten" muss sorgfältig reguliert werden. Eine zu starke Reaktion der T-Killerzellen führt zu Kollateralschäden, die für die Patient*innen gefährlich werden können. Solche überschießenden Reaktionen werden als "Immunpathologie" bezeichnet, und Immunolog*innen gehen davon aus, dass sie häufig dafür verantwortlich sind, wenn Patient*innen etwa einen schweren COVID-19-Verlauf entwickeln.
Um diese Prozesse besser zu verstehen, haben Wissenschaftler*innen des Peter-Doherty-Instituts für Infektion und Immunität (Doherty-Institut) in Melbourne, Australien, gemeinsam mit Kolleg*innen der Universität Bonn, der Charité und des BIH untersucht, wie die "Lizenzierung" von T-Killer-Zellen bei verschiedenen Virusinfektionen, sowohl mit Herpes Simplex Viren als auch mit SARS-CoV-2, in Mäusen als auch bei Patient*innen erfolgt.
Eine wichtige Rolle bei diesem Prozess spielen die so genannten Typ-1-Interferone. „SARS-CoV-2 und andere Viren versuchen, das Immunsystem zu überlisten, indem sie die Ausschüttung oder Wirkung von Typ-I-Interferonen blockieren“, erklärt Professorin Birgit Sawitzki, Leiterin der AG Translationale Immunologie am BIH. „Wir konnten zeigen, dass die T-Helfer-Zellen, auch CD4-positive T-Zellen genannt, Zellen des angeborenen Immunsystems (wie z.B. dendritische Zellen) befähigen, die Blockade zu überwinden, sodass trotzdem Killerzellen aktiviert werden.“ Allerdings gelang diese Hilfe nur bis zu einem bestimmten Punkt, ergänzt Professor Leif Erik Sander, Direktor der Klinik für Infektiologie und Pneumologie am Campus Virchow Klinikum der Charité. „Wenn gar kein Interferon Typ 1 da war oder wenn es erst mit sehr großer Verzögerung produziert wurde, wurden die T-Killer-Zellen überaktiv und lösten schwere, gelegentlich sogar tödliche COVID-19-Verläufe aus.“
Die Wissenschaftler*innen hoffen, dass dieses vertiefte Verständnis der Immunpathologie bei Virusinfektionen auch neue Möglichkeiten der Behandlung aufzeigt. Leif-Erik Sander sagt: “Die neuen Erkenntnisse zeigen generelle Wirkprinzipien der antiviralen Immunität auf und unterstützen somit Therapiestrategien, die auf eine Modulation der Immunantwort bei Viruserkrankungen abzielen. Ein Prinzip, welches man sich auch bei Impfungen zunutze machen kann.“
Publikation
Gressier, E., Schulte-Schrepping, J., Petrov, L. et al. CD4+ T cell calibration of antigen-presenting cells optimizes antiviral CD8+ T cell immunity. Nat Immunol (2023). https://doi.org/10.1038/s41590-023-01517-x