Wie funktioniert die spezifische Immunantwort?

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Eine einzelne T-Helferzelle kann sich merken, welche Mengen eines
bestimmten Botenstoffes sie produzieren soll und hilft somit bei der
Feinabstimmung des Immunsystems. Gesteuert wird dieses quantitative
Zytogedächtnis durch Transkriptionsfaktoren in der Zelle

Ein Team um Prof. Dr. Max Löhning, Stellvertretender Direktor des
Forschungszentrums für Immunwissenschaften der Charité, erforscht die
Reifung und Prägung von T-Helferzellen. Die Forscher konnten zeigen, dass eine T-Helferzelle bei ihrer ersten Aktivierung, beispielsweise bei einer Infektion, nicht nur lernt, welches Zytokin
sie produzieren soll, sondern auch in welcher Menge. Dieses
„quantitative Zytokingedächtnis“ behalten T-Helferzellen stabil bei. Ist
die Infektion überstanden, wandeln sich einige der T-Helferzellen in
langlebige Gedächtnis-T-Zellen um. Bei einer erneuten Infektion werden
diese Gedächtnis-T-Zellen aktiviert und schütten wieder die gleiche,
vorgeprägte Menge des Zytokins aus. Es war bereits bekannt, dass
T-Zellen grundsätzlich unterschiedliche Mengen eines Botenstoffs
produzieren können, jedoch ging man davon aus, dass es sich um eine
zufällige Verteilung handelt, die nicht in einzelnen Zellen stabil
festgeschrieben ist.

Transkriptionsfaktor bestimmt Menge an Zytokin

Weiterhin konnten die Forscher einen Schlüsselfaktor identifizieren,
der maßgeblich an der Aufrechterhaltung des „quantitativen
Zytokingedächtnisses“ einzelner T-Zellen beteiligt ist. Hierbei handelt
es sich um einen Transkriptionsfaktor,
der als „schwimmende Produktionsanweisung“ in jeweils spezifischen
Mengen im Zellkern vorliegt. Ist der Transkriptionsfaktor in einer
großen Menge vorhanden, wird auch eine große Menge des Zytokins
produziert und umgekehrt. Die Zellen erhalten dabei aber das jeweilige
Niveau des Transkriptionsfaktors stabil aufrecht, er wird durch die
Produktion des Zytokins nicht verbraucht.

Feinabstimmung des Immunsystems

Bei einer Reaktion des Immunsystems kommen sowohl T-Helferzellen vor,
die geringe Mengen eines bestimmten Zytokins herstellen, als auch
solche, die viel produzieren. „Wir gehen davon aus, dass auf diese Weise
eine Feinabstimmung der Immunreaktion erreicht wird, denn die
Botenstoffe sind zwar nützlich, können aber in zu hoher Dosis dem
eigenen Körper schaden. Im schlimmsten Fall werden körpereigene
Strukturen angegriffen oder eigentlich harmlose Stoffe werden bekämpft“,
erklärt Prof. Löhning die Ergebnisse der Studie. „Ursächlich ist in
diesen Fällen eine Überreaktion des Immunsystems. Die nun entdeckte
Ebene der quantitativen Regulation könnte es ermöglichen, hier nur
schwach reagierende Immunzellen zu fördern, um die Immunantwort
insgesamt abzuschwächen. Beim Kampf gegen Krebszellen und bei vielen Infektionen hingegen würde man die Anzahl hoch aktiver Immunzellen gezielt erhöhen“, fügt er hinzu.

Originalpublikation:

Individual T helper cells have a quantitative cytokine memory

Caroline Helmstetter et al.; Immunity, doi:10.1016/j.immuni.2014.12.018., 2015

Charité – Universitätsmedizin Berlin

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