US-Forscher haben eine Schlüsselfigur für die Feinjustierung der Abwehr von Krankheitserregern identifiziert: Es handelt sich um ein Eiweißmolekül auf der Oberfläche bestimmter Immunzellen, das bisher lediglich als Unterdrücker von Autoimmunerkrankungen bekannt war. Das Protein namens PD-1 fördert die Bildung sogenannter Plasmazellen, einem äußerst spezialisierten Zelltyp, der über einen langen Zeitraum Antikörper produzieren kann. Das ist nötig, um in den Körper eingedrungene Krankheitserreger effektiv bekämpfen zu können. PD-1 steuert zudem, welcher dieser Zellen überleben, und hat damit einen entscheidenden Einfluss auf Qualität und Quantität der Immunantwort.
Antikörper verteidigen den Organismus gegen Infektionen, indem sie sich an Krankheitserreger wie Viren oder von Mikroorganismen produzierte Giftstoffe anheften und sie auf diese Weise unschädlich machen. Diese für das Überleben essenziellen Proteine werden ausschließlich von sogenannten B-Zellen gebildet, einem wichtigen Zelltyp des Immunsystems. Sie müssen in der Lage sein, jede Form von körperfremder Struktur zu erkennen. Aus diesem Grund gibt es sie in Milliarden unterschiedlicher Formen. Ein Antikörper erkennt allerdings immer nur eine einzige Struktur, sein persönliches Antigen. Um die richtigen Antikörper für den jeweiligen Eindringling zu produzieren, müssen die B-Zellen daher zunächst in speziellen Bereichen der Lymphknoten und der Milz unterrichtet werden. In diesen als Keimzentren bezeichneten Arealen treffen sie auf zu ihnen passende T-Helferzellen, einen anderen Immunzelltyp, die ihnen wichtige Signale übermitteln. Aus einigen B-Zellen entwickeln sich daraufhin Plasmazellen, die ins Knochenmark wandern und so lange Antikörper produzieren, bis der Erreger beseitigt ist und die Infektion abklingt.
Das jetzt von Mark Shlomchik und seinen Kollegen untersuchte Eiweißmolekül PD-1 vermittelt den B-Zellen anscheinend ein zusätzliches Signal: Es wird ebenfalls von T-Helferzellen gebildet und kann direkt an entsprechende Stellen auf der Oberfläche von B-Zellen andocken. Dadurch fördert PD-1 die Bildung von besonders langlebigen Plasmazellen, die bei der Bekämpfung chronischer Infektionen unverzichtbar sind. Im Falle einer akuten Infektion produziert das Immunsystem hingegen weniger PD-1. Dadurch forciert es die Bildung von Plasmazellen, die zwar weniger langlebig, jedoch besser für die Mobilisierung einer schnellen Eingreiftruppe geeignet sind. Die Wechselwirkung zwischen PD-1 und den entsprechenden Andockstellen auf den B-Zellen bestimmt demnach offenbar die Stärke der Immunantwort, schließen die Forscher. Dieses Feintuning der B-Zell-Aktivität erlaubt eine größere Bandbreite an möglichen Immunantworten, so dass das Arsenal von Abwehrmaßnahmen perfekt auf jeden Krankheitserreger abgestimmt ist.
Die erfolgreiche Abwehr von Krankheitserregern ist oftmals abhängig von der exakten Balance und dem richtigen Timing der Immunreaktion. Regulatoren wie das Protein PD-1 leisten dazu einen entscheidenden Beitrag. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte PD-1 zudem eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung chronischer Erkrankungen spielen: Sollten sich die zunächst von T-Killerzellen vermittelte Immunantwort als unwirksam erweisen, wird diese von PD-1 unterdrückt, während es gleichzeitig die Bildung von langlebigen Plasmazellen fördert, welche die Infektion mit gänzlich anderen Mitteln bekämpfen können.
Mark Shlomchik (Yale University) et al.: Nature Immunology, doi 10.1038/ni.1877 ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan
