Die Forscherinnen und Forscher um Wolfgang Kastenmüller und Georg Gasteiger nutzten moderne Mikroskopieverfahren, um ganz genau zu beobachten, was im Körper passiert, wenn eine virale Infektion das Immunsystem auf den Plan ruft. Dabei fanden sie heraus: Die sogenannte T-Zell-Aktivierung – das sogenannte Priming – verläuft nicht in einer einzigen, gleichmäßigen Phase, sondern in zwei klar unterscheidbaren Abschnitten.

T-Zellen auf dem Prüfstand

T-Zellen sind hoch spezialisierte Abwehrzellen. Sie müssen nicht nur erkennen, ob eine Zelle infiziert ist, sondern auch in der Lage sein, schnell und effektiv zu reagieren. Bevor sie das tun können, durchlaufen sie im Lymphknoten eine Art „Einweisung“. Dort präsentieren ihnen dendritische Zellen (DCs) Bruchstücke des Erregers – sogenannte Antigene – und senden Signale, die die T-Zellen aktivieren und auf ihre Aufgabe vorbereiten.

Bislang ging man davon aus, dass dieser Prozess nach etwa 24 Stunden abgeschlossen ist: Die T-Zellen lösen sich von den DCs, vermehren sich und spezialisieren sich – entweder zu Effektorzellen, die sofort angreifen, oder zu Gedächtniszellen für spätere Einsätze. Doch das Würzburger Team konnte zeigen, dass damit erst die halbe Arbeit getan ist.

Selektieren statt nur vermehren

„Wir haben herausgefunden, dass es nicht nur eine Phase bei der Aktivierung von T-Zellen gibt, sondern zwei“, erklärt Deeksha Seetharama, eine der Erstautorinnen der Studie. Katarzyna Jobin ergänzt: „Während die erste Phase des Primings dazu dient, möglichst viele spezifische T-Zellen zu aktivieren, dient die neu entdeckte zweite Phase dazu diejenigen zu selektionieren und gezielt weiter zu vermehren, die das Pathogen am besten erkennen können. So wird sichergestellt, dass die Immunantwort möglichst effizient ist.“

Nach dem ersten Kontakt mit den DCs folgt nämlich eine Ruhephase. In diesen zwei bis drei Tagen reagieren die T-Zellen vorübergehend nicht auf weitere Signale. Erst danach beginnt die zweite Phase, in der die besten T-Zellen gezielt weiter instruiert werden.

„Vorher dachte man, es gibt nur eine Phase und die initial aktivierten Zellen schalten dann auf Autopilot“, sagt Wolfgang Kastenmüller. „Aber wie die Besten ausgewählt werden war bisher nicht bekannt.“

Was bedeutet das für die Medizin?

Diese neue Sichtweise auf die T-Zell-Aktivierung ist nicht nur ein spannender Einblick in die Abläufe unseres Immunsystems – sie könnte auch ganz konkrete Auswirkungen auf medizinische Anwendungen haben. Besonders relevant ist das etwa für die Immuntherapie bei Krebs, bei der sogenannte CAR T-Zellen eingesetzt werden: Dabei werden patienteneigene T-Zellen im Labor genetisch verändert und gezielt gegen Krebszellen trainiert.

„Wir hoffen, dass unsere neuen Erkenntnisse dazu beitragen, ein tieferes Verständnis für die Optimierung von auf T-Zellen basierenden Therapieansätzen zu gewinnen. Und dass wir besser verstehen, warum diese Therapien manchmal scheitern“, so Georg Gasteiger.

Mit ihrer Arbeit liefert das Würzburger Forschungsteam also nicht nur neue Grundlagen, sondern auch wichtige Impulse für die Weiterentwicklung personalisierter Immuntherapien.

Originalpublikation:
Jobin, K., Seetharama, D., Rüttger, L., Fenton, C., Kharybina, E., Wirsching, A., Huang, A., Knöpper, K., Kaisho, T., Kastenmüller, W., et al. (2025). A distinct priming phase regulates CD8 T cell immunity by orchestrating paracrine IL-2 signals. Science, 388(6743). DOI/10.1126/science.adq1405

Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg