Dendritische Zellen

Wegweiser für Wächterzellen

Die Wächterzellen des Immunsystems finden sich auch in den feinsten Kapillar-Verästelungen der Lymphgefäße zurecht. Forscherinnen und Forscher der ETH Zürich entdeckten nun den molekularen Wegweiser, der den Zellen hilft, die Richtung des nächsten Lymphknotens zu finden.

Dendritische Zellen (grün) wandern durch lymphatische Kapillargefäße (rot; Mikroskopiebild). (Bild: ETH Zürich / Erica Russo)

Das Lymphsystem ist die Rohrpost unserer Immunabwehr, die Lymphknoten dessen Schaltzentralen. In diesen Zentralen reifen Antikörper und Killerzellen heran, welche in unserem Körper befindliche Krankheitserreger zu bekämpfen vermögen. Informationen über solche Erreger gelangen über die Lymphgefäße dorthin. Eine Armada von dezentral im Gewebe stationierten Wächterzellen, Dendritische Zellen genannt, greift die Erreger auf. Über die Lymphgefäße gelangen diese Zellen in den nächsten Lymphknoten.

In den größeren Lymphgefäßen des Körpers werden die Dendritischen Zellen von der Lymphflüssigkeit mitgerissen. Nicht so in den feinsten, kapillaren Verästelungen der Lymphgefäße, welche das Gewebe durchdringen, in welchen die Dendritischen Zellen ihre Wanderung beginnen und wo der Lymphfluss zu schwach ist. Wie die Zellen dort dennoch vorwärtskommen, haben Immunologinnen der ETH Zürich nun aufgeklärt. Der Lymphfluss ist zwar auch in den Kapillargefäßen am Zelltransport beteiligt, jedoch nur indirekt.

Bereits vor einigen Jahren beobachteten Cornelia Halin, Professorin am Institut für Pharmazeutische Wissenschaften, und ihre Kollegen unter dem Mikroskop, dass sich die Dendritischen Zellen in den Lymphkapillaren in einem verworrenen Zickzackkurs in Richtung eines Lymphknotens bewegen (siehe ETH-Life-Artikel vom 09.08.2012). Es ist eine aktive, wenn auch ineffiziente Vorwärtsbewegung. Halin spricht von Patrouillieren.

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Botenstoff mit Dichtegradient
Doch wie finden die Dendritischen Zellen dabei die Richtung des nächstgelegenen Lymphknotens? Wie Erica Russo, Doktorandin in der Gruppe von Halin, nun bei Mäusen zeigen konnte, orientieren sich die Zellen in den Kapillaren anhand eines Botenstoffs mit der Bezeichnung CCL21. „Die Innenseite der Kapillarwand ist mit CCL21-Molekülen ausgekleidet, wobei deren Dichte in Richtung Lymphknoten zunimmt“, erklärt Russo. Weil die Dendritischen Zellen einen Rezeptor für CCL21 besitzen, den Botenstoff also quasi „riechen“ können, gelingt es ihnen, die Richtung zu finden.

Unter anderem mithilfe von Zellkulturexperimenten konnten die Wissenschaftlerinnen auch entschlüsseln, warum die Konzentration der CCL21-Wegweisermoleküle in Richtung Lymphknoten zunimmt. „Der extrem schwache Lymphfluss in den feinen Kapillargefäßen reicht zwar nicht aus, um Zellen mitzureißen. Doch er reicht, um die nur schwach mit der Gefäßwand wechselwirkenden Wegweisermoleküle in Richtung Lymphknoten zu bewegen“, so Russo.

Warum die Dendritischen Zellen nicht etwa zielgerichtet durch die Kapillargefäße krabbeln, sondern einen unsteten Zickzackkurs verfolgen, ist im Moment unklar. Eine Hypothese, der Halin in weiterer Forschungsarbeit nachgehen möchte: Vielleicht tauschen die Zellen mit den Gefäßwänden oder mit anderen Zellen Informationen aus, die für ihre Funktion als Wächterzellen des Immunsystems bedeutend sind.

Literaturhinweis:
Russo E, Teijeira A, Vaahtomeri K, Willrodt AH, Bloch JS, Nitschké M, Santambrogio L, Kerjaschki D, Sixt M, Halin C: Intralymphatic CCL21 Promotes Tissue Egress of Dendritic Cells through Afferent Lymphatic Vessels. Cell Reports 2016, DOI: 10.1016/j.celrep.2016.01.048.

Fabio Bergamin, ETH Zürich

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