Bestimmte weiße Blutkörperchen, die neutrophilen Granulozyten, können möglicherweise darauf trainiert werden, gegen Tumorzellen zu agieren. Das haben Wissenschaftler am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) und der Hochschulmedizin Dresden gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam gezeigt.
Tumorzellen können das Immunsystem auf verschiedene Weise aushebeln. Immuntherapien wollen die natürlichen Abwehrmechanismen im Körper der PatientInnen wieder auf die Krebszellen lenken. Moderne Immuntherapien setzen auf die T-Zellen, dendritische Zellen oder bestimmte Antikörper. Sie können als Teil des spezifischen Immunsystems geeignete Strukturen auf Tumor- oder Immunzellen erkennen und eine passgenaue Abwehrreaktion einleiten oder ausführen.
Die WissenschaftlerInnen zeigen nun, dass sich auch die unspezifische Immunantwort unseres Körpers gegen Tumoren speziell trainieren lässt. "Basierend auf dem beschriebenen Mechanismus sind neue Formen der Krebs-Immuntherapie denkbar, die künftig die Heilungschancen für bestimmte Patienten verbessern könnten", sagt Prof. Triantafyllos Chavakis, Direktor des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin (IKL) des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden.
Im Zentrum des beschriebenen Mechanismus stehen spezielle Immunzellen, Neutrophile Granulozyten – kurz Neutrophile. Sie bilden die häufigste Untergruppe der weißen Blutkörperchen und sind Teil der angeborenen Immunabwehr. Anders als der spezifische Anteil unseres Immunsystems, der fremde Strukturen im Körper zunächst genau analysiert, um dann später maßgeschneiderte Abwehrmechanismen zu aktivieren, fungiert der unspezifische Anteil unserer körpereigenen Abwehr als schnelle Einsatztruppe: Wenn Krankheitserreger in den Körper eindringen oder Zellen entarten, reagiert es sehr rasch und meist stereotyp.
Durch bestimmte Reize lässt sich auch die unspezifische Immunantwort beeinflussen, gleichsam trainieren. Durch das Training können bestimmte Akteure der schnellen Einsatztruppe veränderte Eigenschaften aufweisen und ihre Aufgaben längere Zeit besser erledigen als zuvor – die Truppe gewinnt an Schlagkraft. Die ForscherInnen wiesen nach, dass sich dieser Effekt, der bereits bei Infektionen bekannt ist, auch gegen Tumoren nutzen lässt.
Neutrophile Granulozyten sammeln sich bei bestimmten Tumoren verstärkt in der Umgebung des Tumors an oder wandern in diesen ein. Sie können das Tumorwachstum hemmen, besitzen aber auch tumorfördernde Eigenschaften. Vermutlich gibt der Tumor selbst Stoffe ab, die die Neutrophilen zu Treibern des Tumorwachstums machen. Diesen negativen Vorgang konnten die WissenschaftlerInnen in Experimenten durch das Training der unspezifischen Immunantwort teilweise umkehren. Als stimulierenden Reiz nutzten sie Beta-Glucan. Das langkettige Zuckermolekül kommt hauptsächlich in Zellwänden von Pilzen, Hafer oder Gerste vor. Dadurch nahm der Anteil der Neutrophilen mit tumorhemmenden Eigenschaften deutlich zu und das Tumorwachstum ging zurück.
Die Umprogrammierung der Neutrophilen Granuloyzenten setzt bereits im Knochenmark. Dort entwickeln die Stammzellen verschiedene Vorläuferzellen, aus denen die unterschiedlichen Blutzellen entstehen. Durch Beta-Glucan veränderte sich die Genaktivität der myeloischen Vorläuferzellen, aus denen sich später die Neutrophilen entwickeln. "Dies bewirkt, dass sich die Eigenschaften der kurzlebigen Neutrophilen längerfristig hin zu einer gegen den Tumor gerichteten Aktivität verändern. Denn die Vorläuferzellen bilden über einen längeren Zeitraum hinweg Neutrophile mit tumorhemmenden Eigenschaften", erklärt Lydia Kalafati vom IKL und vom NCT/UCC.
Möglicherweise könnte das Prinzip des Neutrophilen-Trainings zusammen mit zugelassenen Immuntherapien bei KrebspatientInnen eingesetzt wird. "Dabei wollen wir auch untersuchen, bei welchen Tumorarten die Methode besonders gut wirkt", sagt Prof. Martin Bornhäuser, Mitglied im geschäftsführenden Direktorium des NCT/UCC und Direktor der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums Dresden. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin "Cell" veröffentlicht.
Quelle: Lydia Kalafati*, Ioannis Kourtzelis*,... Triantafyllos Chavakis: Innate immune training of granulopoiesis promotes anti-tumor activity, https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31299-X