Presseinformation Bakterien verraten Auslöser für Immunreaktion

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Bakterien verraten Auslöser für Immunreaktion
Schneller und direkter Nachweis für Antigene
So gut wie jeder Erwachsene jenseits der 40 trägt das Epstein-Barr Virus (EBV) im Körper,
denn EBV gehört mit einer Durchseuchungsrate von über 90 Prozent zu den erfolgreichsten
Viren. Wie alle Herpesviren bleibt EBV nach einer Infektion lebenslang latent im Körper. Bei
gesunden Menschen ist dies kein Problem, denn normalerweise hält unser Immunsystem
das Virus gut in Schach. Wird das Immunsystem aber z.B. durch eine AIDS-Erkrankung oder
nach einer Transplantation unterdrückt, kann EBV wieder aktiv werden und die Entstehung
bösartiger Tumoren auslösen. Eine Immuntherapie mit Hilfe von Abwehrzellen des
Immunsystems (T-Zellen) kann hier helfen. Die T-Zellen müssen aber gezielt auf diejenigen
Bestandteile des Virus abgerichtet werden, die die Immunreaktion auslösen (Antigene). Bei
der Identifizierung solcher Angriffspunkte hilft eine elegante und schnelle Methode, die von
einer Klinischen Kooperationsgruppe des GSF-Forschungszentrums für Umwelt und
Gesundheit und der Kinderklinik der Technischen Universität München (TUM) entwickelt
wurde. Der Trick: Bakterien werden zunächst genetisch so modifiziert, dass sie alle EBVspezifischen Proteine produzieren. Mit Hilfe bekanntermaßen EBV-spezifischer T-Zellen
kann dann getestet werden, ob diese Proteine als Antigene wirken.
EBV-spezifische, zytotoxische und Helfer-T-Zellen wurden bereits erfolgreich zur
Behandlung EBV-assoziierter Tumoren eingesetzt, aber gegen welche Antigene genau die
T-Zellen vorgehen, blieb unbekannt. Deshalb mussten geeignete T-Zellen umständlich und
über Umwege herangezüchtet werden. „Bisher dauert die Generierung EBV-spezifischer TZellen zwei bis drei Monate, was für viele immunsupprimierte Patienten mit EBV-assoziierten
Komplikationen zu langwierig ist. Darüber hinaus ist die Herstellung zu aufwändig, als das
man das für jeden Patienten prophylaktisch machen könnte.“, erklärt PD Dr. Uta Behrends,
die Leiterin der Klinischen Kooperationsgruppe Pädiatrische Tumorimmunologie, „Wären die
relevanten EBV-Antigene bekannt, könnte die Behandlung im Idealfall bereits innerhalb von
wenigen Tagen verfügbar sein.“
Um diesem Ziel näher zu kommen, entwickelten die Wissenschaftler ein Nachweisverfahren,
mit dem Helfer-T-Zell-Antigene direkt identifiziert werden können: DANI (Direct antigen
identification). Das Prinzip: In E. coli Bakterien werden Bruchstücke des gesamten EBVGenoms eingeschleust, die dafür sorgen, dass in der Bakterienzelle alle viralen Proteine
gebildet werden. Besonders gut funktioniert dies, wenn jeweils nur kleine DNA-Bruchstücke
eingeschleust und somit jeweils nur kleine Teile der Proteine hergestellt werden. Diese
müssen zum Schutz vor Abbau an ein Trägerprotein gekoppelt werden. Als Trägerprotein
dient die Chloramphenicol Acetyltransferase (CAT), welche gleich zwei Vorteile bietet:
Erstens werden an CAT fusionierte Antigenbruchstücke sogar dann auf hohem Niveau
gebildet, wenn sie von Proteinen stammen, die für Bakterien schädlich sind. Und zweitens
kann durch Zugabe des Antibiotikums Chloramphenicol selektiert werden, welche Bakterien
ein funktionelles Fusionsprotein bilden: Nur Bakterien, die CAT bilden, können
Chloramphenicol inaktivieren und Kolonien bilden – da dies nur für etwa ein Zehntel der
Bakterien zutrifft, wird der Screeningaufwand beträchtlich reduziert.
Die Chloramphenicol-resistenten Bakterien werden in Kultur genommen und an Antigenpräsentierende Zellen „verfüttert“. Diese bauen die Bakterien inklusive des Fusionsproteins
ab und präsentieren die Spaltprodukte auf den HLA-Rezeptoren an der Zelloberfläche. Dann
werden EBV spezifische T-Zellen zugegeben – erfolgt daraufhin eine Immunreaktion, sind
die Spaltprodukte als Antigene enttarnt. Mit dieser Methode identifizierte die Arbeitsgruppe
z.B. die EBV-spezifischen Antigene BALF4 und BNRF1 als Zielstrukturen von T-Helferzellen.
Beide Proteine werden im lytischen Vermehrungszyklus des Virus gebildet, wenn EBV sich
in der Zelle mit Hilfe der Zellressourcen vervielfacht, die Wirtszelle schließlich platzt und die
neugebildeten Viren freigesetzt werden.
Bisher wurde DANI vor allem bei Fragestellungen in Bezug auf EBV eingesetzt. Analog zu
viralen Antigenen können mit DANI zukünftig aber auch Tumor-, Transplantations- oder
Autoantigene identifiziert werden, die von T-Helferzellen erkannt werden. Die Identifizierung
von Tumor- und bestimmten Transplantationsantigenen kann zur Entwicklung von
Immuntherapien für Krebspatienten beitragen. „Mit T-Zellen gegen
Transplantationsantigene, die ausschließlich auf Blutzellen vorkommen, könnte man z.B. auf
gut verträgliche Art und Weise Leukämierückfällen nach einer Knochenmarktransplantation
vorbeugen“, hofft Behrends, deren Arbeitsgruppe an GSF und TUM sich in Zukunft auch der
Suche nach Tumor- und Transplantationsantigenen mit DANI widmen wird.
Kontakt zur GSF- Pressestelle:
GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Kommunikation
Tel: 089/3187-2460
Fax 089/3187-3324
E-Mail: [email protected]
Neuherberg, 14. September 2007