Ein Enzym, das Krebs-Tumore wachsen lässt, steuert auch das Immunsystem

Eine Studie an der Veterinärmedizinischen Universität Wien zu PI3Kδ-Enzymen

Enzym PI3Kδ - eine zukunftsweisende Forschung

Neues zur Krebs-Forschung: Wien - Ein bestimmter Signalweg, der bösartige Zellen am Wachsen hält, gehört derzeit zu den heißesten Themen der Krebsforschung.
Am Beginn seiner Aktivierung stehen offenbar vier verschiedene Formen des Enzyms PI3K. Sie werden in für die Tumorabwehr wichtigen Zellen des Immunsystems, den T-Zellen, hergestellt. Bisher glaubte man, dass diese Enzyme für einander in ihrer Funktion einspringen könnten. Das ist offenbar nicht der Fall, wie jetzt Wissenschafterinnen der Veterinärmedizinischen Universität Wien belegen konnten.

Die Forscherinnen Eva Maria Putz und Michaela Prchal-Murphy und ihre Kollegen zeigen nun, dass dem nicht so ist. Das Fehlen oder das Hemmen einer der vier Enzymformen, von PI3K-Delta, schränkt die körpereigene Abwehr von Krebszellen stark ein. Bereits laufende und an sich vielversprechende klinische Studien an Patienten, bei denen die Wirksamkeit einer spezifischen Hemmung ebendieses Enzyms zur Therapie von Blutkrebs untersucht wird, müssten nun unter einem neuen Blickwinkel betrachtet werden.

Mehr noch: Langzeitbehandlungen mit diesen Inhibitoren könnten sich fatal auswirken, warnen die Wissenschafter in ihrer Publikation, die vor kurzem in "PLoS ONE" erschienen ist. Der Hintergrund der Angelegenheit: Die meisten Gewebearten weisen mehr als eine der vier unterschiedlichen Formen des Enzyms PI3K (Phosphatityl-Inositol-3-Kinase) auf. Zwei dieser Formen, PI3K-Gamma und PI3K-Delta, sind fast ausschließlich in Blutzellen zu finden. Erste Hinweise deuteten darauf hin, dass PI3K-Delta die Produktion von Wachstumsproteinen, sogenannter Zytokine, in T-Zellen steuert. Die genaue Bedeutung und Funktion dieser wichtigen Enzyme in zytotoxischen T-Zellen wurde bisher jedoch nicht untersucht. Zytotoxische T-Zellen sind Immunzellen, die Krebszellen und virusinfizierte Zellen erkennen und vernichten.

Die Folgen einer Langzeitbehandlung
Derzeit wird ein neues Medikament gegen Blutkrebs klinisch getestet, das spezifisch das Enzym PI3K-Delta hemmt. Forscher erhofften sich eigentlich, dass damit bestimmte Blutkrebsarten erfolgreich behandelt werden können. Um schädliche Nebenwirkungen auszuschließen, ist es aber auch wichtig, die Folgen einer Langzeitbehandlung mit PI3K-Delta-Hemmern im Detail zu untersuchen. Das erfolgt an Mäusen.

Im Rahmen einer seit langem bestehenden Zusammenarbeit mit Kollegen an der Medizinischen Universität Wien - im Besonderen der Pharmakologin Eva Zebedin-Brandl - sowie mit Partnern aus Deutschland und Japan, verglichen Eva Maria Putz und Michaela Prchal-Murphy von der Veterinärmedizinischen Universität Wien die genauen Funktionen zytotoxischer T-Zellen von normalen Mäusen mit jenen von Mäusen, denen das Enzym PI3K-Delta fehlte. Labortests zeigten deutliche Unterschiede: T-Zellen ohne PI3K-Delta sind nicht in der Lage, normal zu reagieren und eine Immunantwort auszulösen. Auch die Ausstattung der T-Zellen war mangelhaft, wichtige Enzyme, welche die Zellen zum Abtöten von Tumoren brauchen, fehlten fast vollständig.

Ein Vorteil für Patienten mit einer Autoimmunerkrankung
Die Experten konnten diese Ergebnisse aus Zellkulturen auch in einem Tumormodell mit Mäusen verifizieren: Tiere ohne das Enzym waren nicht in der Lage, bösartige Zellen effizient abzustoßen. Die Wissenschafterinnen über die möglichen Folgen ihrer Studie: "Wir wussten bisher, dass die Hemmung von PI3K-Delta das Wachstum von Leukämiezellen entscheidend verlangsamt. Dabei wird aber auch das Immunsystem bei seiner Arbeit stark behindert, was wiederum Nachteile für Krebspatienten in der Langzeitanwendung dieser Inhibitoren bringen könnte. Andererseits könnte die Hemmung von PI3K-Delta in T-Zellen von Vorteil für jene Patienten sein, die an Autoimmunerkrankungen leiden oder ein Organ transplantiert bekommen haben."
Quelle: PLoS ONE: PI3Kδ Is Essential for Tumor Clearance Mediated by Cytotoxic T Lymphocytes. / und A P A;
LINK: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0040852

Direkte Kommunikation zwischen Immun- und Nervensystem nachgewiesen

Die Systeme unseres Körpers sind wie Abteilungen eines Orchesters, die vom Gehirn dirigiert werden. Doch wie genau sendet das Gehirn, das zum Zentralnervensystem gehört, seine Botschaften direkt an andere Systeme? Während Nervenzellen durch Neurotransmitter miteinander kommunizieren, unterhalten sich die T-Zellen des Immunsystems beispielsweise durch völlig andere molekulare Botenstoffe, von denen die Zytokine die wichtigsten sind.

Mia Levite von der Abteilung Immunologie des Weizmann Instituts hat entdeckt, dass es tatsächlich eine direkte Kommunikation zwischen Nerven- und Immunsystem gibt. In einer Studie, die kürzlich in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" erschien, wies sie erstmals nach, dass Neurotransmitter die Ausschüttung von Zytokinen aus T-Zellen "anordnen" können. Das erklärt teilweise, wie Zellen des Immunsystems vom Gehirn aktiviert werden können, selbst wenn klassische immunologische Auslöser wie Bakterien oder Viren fehlen. Durch das Abhören des molekularen Dialogs könnten Wissenschaftler neue Einsichten darüber gewinnen, wie Informationen, die von den Nerven wahrgenommen werden, sich auf das Immunsystem auswirken und es auf neue Situationen, zum Beispiel Stress, reagieren lassen.

Die Untersuchung von Mia Levite könnte außerdem die schnelle Aktivierung von T-Zellen durch das Nervensystem erklären, da Neurotransmitter ihre Botschaften extrem schnell überbringen. So könnte unser körperweites Nervensystem als Datenautobahn des Immunsystems fungieren, das die Koordination zwischen verschiedenen, voneinander isolierten Komponenten fördert.

Außerdem fand Levite heraus, daß T-Zellen, wenn sie vom Nervensystem aktiviert werden, bestimmte Arten von Zytokinen ausschütten können, deren Ausschüttung normalerweise unzulässig ist. Diese Erkenntnis ist für das Verständnis und möglicherweise eines Tages für die Behandlung von Krankheiten wichtig, in denen das empfindliche Gleichgewicht zwischen unterschiedlichen Zytokinen gestört ist, beispielsweise bei zahlreichen Autoimmunkrankheiten wie Multiple Sklerose und Kinderdiabetes.
Quelle: idw, Weizmann
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