T-Zellen bei Covid-19-Erkrankten erkannt – Forschende hoffen auf Durchbruch bei der Behandlung
19. August 2021
Foto: Astrid Eckert / TUM
T-Zellen sind ein wichtiger Baustein im Immunsystem unseres Körpers. Sie sind vor allem dazu da, fremde Strukturen zu erkennen und sie zu bekämpfen. T-Zellen unterstützen die Immunabwehr und helfen dabei, dass sich der Körper gegen Viren, Bakterien oder Pilze zur Wehr setzen kann. Sie haben unterschiedliche Aufgaben. T-Helferzellen, zytotoxische T-Zellen, regulatorische T-Zellen und T-Gedächtniszellen gehören zu den wichtigsten Vertretern.
Welche T-Zellen reagieren auf das neuartige Coronavirus?
T-Zellen entstehen im Knochenmark und bewegen sich innerhalb der Blutbahnen zur Thymusdrüse, die hinter dem Brustbein liegt. Dort angekommen, verändern sie ihre Oberfläche, auf denen sich Rezeptoren bilden. Diese ermöglichen es, Strukturen zu erkennen, die nicht zum menschlichen Organismus gehören. Diese Blutzellen gehören zur Gruppe der Lymphozyten. Aufgrund ihrer Bedeutung haben sich Forschende gerade im Zusammenhang mit der Corona-Pandemie noch einmal auf diese Zellen konzentriert. Denn sie entscheiden, ob Patienten ein schwerer Verlauf erspart bleibt oder sie gut gegen SARS-CoV-2 geschützt sind. Einem interdisziplinären Team der Technischen Universität München (TUM), des Helmholtz Zentrums München und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) ist es nun gelungen, T-Zell-Rezeptoren zu identifizieren, die auf SARS-CoV-2 reagieren. Das sind spezifische Bindungsstellen auf zellulären Oberflächen.
T-Zellen von Covid-Erkrankten erstmals genau typisiert
„Uns interessierte vor allem, wie viele dieser spezifischen T-Zellen es im Körper der Erkrankten gibt, welche Qualität sie haben, um auf die Krankheitserreger zu reagieren und wie langlebig sie sind“, erklärt Kilian Schober vom Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene der TUM. Dafür benötigen sie Blutproben von schwer erkrankten Covid-19-Patientinnen und -Patienten. Diese teilte das Team in zwei Pools. Dem einen fügten sie das Virus-Antigen hinzu, dem anderen nicht. „So konnten wir die T-Zellen identifizieren, die auf das Virus anspringen und einen genauen Phänotyp charakterisieren“, sagt Herbert Schiller, Forschungsgruppenleiter am Helmholtz Zentrum München. Damit konnten die Forschenden herausfinden, wie die T-Zellen aussehen, die auf das Antigen reagiert haben.
Das Team untersuchte nicht nur das Blut, sondern auch die Atemwege der erkrankten Personen. Es fand dort ähnliche T-Zellen. Dadurch können die Forschenden nun unterscheiden, in welchem Zustand sich die Zellen befinden – in einem aktiven „heißen“ Stadium oder im Ruhezustand, also im „kalten“ Stadium. Lassen sich aktive Zellen finden, steckt der Erkrankte praktisch noch mitten in der Infektion, während die Zellen im Ruhestand dafür sprechen, sie bereits überstanden zu haben. Dem interdisziplinären Team ist es damit gelungen, die spezifischen T-Zellen in unterschiedlichen Organen, Aktivierungszuständen und Krankheitszusammenhängen einzuteilen.
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Forschende hoffen, eine Identifizierung der T-Zellen hilft auch bei Covid-19-Impfung
„Wir verstehen nun besser, wie die T-Zellen, die gegen SARS-CoV-2 gerichtet sind, genau aussehen und wie viele dieser Zellen im Blut und Respirationstrakt vorhanden sind“, sagt Dirk Busch, Professor für und Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene an der TUM. „In Zukunft könnte das Verfahren wahrscheinlich auch genutzt werden, um zu überprüfen, wie viele schützende T-Zellen nach einer Impfung vorhanden sind.“
Die Forschenden gingen noch einen Schritt weiter und bauten T-Zellen von gesunden Menschen so um, dass sie erstmals auf SARS-CoV-2 reagierten. „Es könnte also möglich sein, die T-Zellen von Patientinnen und Patienten mit Rezeptoren auszustatten, um das Virus effektiver zu bekämpfen“, sagt Kilian Schober. Das könnte der erste Schritt zu einer sogenannten adoptiven T-Zell-Therapie sein, um damit Menschen zu helfen, die schwer an SARS-CoV-2 erkrankt sind. Darüber hinaus ist denkbar, dass sich dieses Verfahren auch auf andere Erkrankungen übertragen lässt, bei denen T-Zellen eine entscheidende Rolle spielen. Bleibt als Perspektive, Reaktionen der T-Zellen besser zu charakterisieren, um damit einen großen Schritt in der Therapie von Autoimmun- und Tumorerkrankungen voranzukommen.
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