Die passende Immunantwort für jeden Erreger

Keimzentren in den Lymphknoten, in denen Abwehrzellen heranreifen, spielen eine Schlüsselrolle bei der Immunantwort. Sie wurden erstmals im 19. Jahrhundert beschrieben und werden räumlich in eine helle und eine dunkle Zone eingeteilt. Jedoch ist bis heute nicht vollständig verstanden, was in den beiden Zonen geschieht und welche Rolle die Bewegung der Abwehrzellen zwischen ihnen spielt.

Schaut man sich die Zellen im Mikroskop an, erwecken sie den Eindruck, als würden sie sich rein zufällig bewegen. Das scheinbare Chaos im Lymphknoten ist in Wirklichkeit jedoch hochgradig geordnet. Die Immunzellen vermehren sich, mutieren und verändern dabei ihre Antikörper leicht. Das Immunsystem prüft dann, ob diese Mutationen eine bessere Immunabwehr liefern – falls ja, wählt es die betreffenden Zellen aus. Dann beginnt der Zyklus von neuem. Der Zyklus von Veränderung in der dunklen Zone und Auswahl guter Zellen in der hellen Zone wiederholt sich permanent. Am Ende steht die Produktion von optimierten Antikörpern, die effizient an den jeweiligen Erreger binden können und ihn so für Fresszellen markieren.

Um untersuchen zu können, welchen Weg einzelne Zellen im Lymphknoten gehen, entwickelten amerikanische Forscher der New Yorker Rockefeller University und der New York School of Medicine in den USA eine neuartige Darstellungsmethode: Die Forscher brachten ein Gen in die Erbinformation von Mäusen ein, das die Immunzellen mit einem Farbstoff ausstattet. Das besondere an diesem Farbstoff ist seine Eigenschaft erst dann zu leuchten, wenn er mit einem Lichtstrahl von einer bestimmten Wellenlänge aktiviert wird. Wenn die Forscher eine Zelle untersuchen wollen, aktivieren sie den Farbstoff, die Zelle fängt an zu leuchten und die Wissenschaftler verfolgen ihren Weg im Lymphknoten der Mäuse.

Die hochgradig gerichtete Bewegung konnte erst durch die neue Messmethode zusammen mit einer mathematischen Modellierung der Übergangshäufigkeiten zwischen den Zonen aufgedeckt werden.

Die neuen Erkenntnisse zur Auswahl von Immunzellen und Optimierung einer Immunantwort können dabei helfen, in Zukunft Impfungen zu verbessern, bei denen auch die Bildung hoch wirksamer Antikörper im Körper eine wichtige Rolle spielt.

Quelle: Victora, G. D. et al.: Cell 2010; 143(4): 592-605, Online-Veröffentlichung: DOI:10.1016/j.cell.2010.10.032