Darmregeneration nach Krebstherapie: Welche Rolle spielen regulatorische T-Zellen?

Regulatorische T-Zellen (Tregs) verhindern normalerweise eine Überreaktion des Immunsystems. Jetzt zeigt eine Studie, dass Tregs Entzündungssignale nutzen, um nach einer Krebstherapie Reparaturprozesse zu starten.

Die in „Signal Transduction and Targeted Therapy“ veröffentlichte Untersuchung wurde von der LIT-Kooperationsgruppe „Innate Immunstimulation bei Krebs und Transplantationen“ und der Klinik und Poliklinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie der TU München (TUM) durchgeführt. Sie zeigt, wie das Immunsystem verwendet werden kann, um die Darmschleimhaut zu regenerieren und das Überleben zu verbessern.

Bislang galt eine Entzündung im Darm vor allem als schädlich. „Nun haben wir gesehen, dass das Immunsystem unter bestimmten Bedingungen Entzündungssignale nutzt, um Heilungsprozesse zu starten“, fasst Prof. Hendrik Poeck die Ergebnisse zusammen. Er ist Geschäftsführender Oberarzt an der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III am Universitätsklinikum Regensburg (UKR) und Leiter der LIT-Kooperationsgruppe.

„Diese Erkenntnisse könnten wichtige klinische Implikationen für viele Patienten haben, deren Darm in Folge einer Krebsbehandlung geschädigt ist“, erklärt Dr. Julius Fischer. Der Erst- und Korrespondenzautor ist Forschungsgruppenleiter und Strahlentherapeut an der TUM School of Medicine and Health am TUM Klinikum.

Zwei Moleküle IFNγ und IL-10 mit Kombinationseffekt auf Darmstammzellen

Erstautor Sascha Göttert entdeckte, dass sowohl in Mausmodellen als auch in Patientenproben Tregs zwei entzündungsassoziierte Moleküle produzieren, die gemeinsam die Darmstammzellen stimulieren: „Wir fanden heraus, dass Interferon-gamma (IFNγ) und Interleukin-10 (IL-10) zusammenwirken, um diese natürlichen Reparatureinheiten des Darms zu beeinflussen“, erklärt Göttert. Er ist Doktorand an der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III am UKR.

IFNγ allein löst ein schnelles Zellwachstum aus. Es erschöpft dabei aber den Pool der intestinalen Stammzellen. IL-10 allein bietet nur eine schwache Unterstützung. Aber gemeinsam liefern sie ein starkes und zugleich dauerhaftes Reparatursignal. Diese Kombination unterstützt sowohl die schnelle Heilung als auch die langfristige Regeneration des Darms nach immun- und strahlungsbedingten Schäden, die in Folge einer Stammzelltransplantation oder Bestrahlung des Bauchraums entstanden sind.

Darmstammzellen und regulatorische T-Zelle: Zusammenspiel zum Schutz des Darms

Patienten, die solche intensive Krebsbehandlungen erhalten, leiden oft unter schweren Schäden der Darmschleimhaut. „Dies verursacht nicht nur schmerzhafte Entzündungen und Komplikationen durch Infekte, sondern verschlechtert auch langfristig die klinischen Ergebnisse“, sagt Fischer.

Wie die Studie zeigt, schützt das körpereigene Reparaturprogramm des Immunsystems den Darm anscheinend während der Krebstherapie: „Diese Studie hebt das Zusammenspiel von intestinalen Stammzellen mit Tregs hervor, die als eine Art Master-Reparaturzellen Immun-Signalmoleküle freisetzen und so geschädigtes Gewebe regenerieren“, konstatiert Poeck. Das Verständnis dieser Prozesse eröffnet neue therapeutische Ansätze zur Förderung der Darmreparatur.

Behandlungen, die Gewebe reparieren, könnten den Erfolg von Krebstherapien verbessern

Erst kürzlich zeigte eine Studie von Poecks Team in „Nature Communications“, dass Darmbakterien oder ein spezifisches Stoffwechselprodukt ebenfalls intestinale Stammzellen stärken können. Damit werden Gewebeschäden in Folge einer Transplantation verhindert. Beide Studien zusammen markieren einen wichtigen translationalen Fortschritt in der Behandlung schwerer Nebenwirkungen von Krebs- und Transplantationstherapien – einerseits durch den gezielten Einsatz gentechnisch hergestellter Immunzellen, die bestimmte Immunmoleküle produzieren, und andererseits durch Mikrobiota-Präparate oder Ernährungsstrategien.

Unter der Leitung von Wissenschaftlern des UKR und LIT werden beide Ansätze derzeit im Rahmen des Netzwerks des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen (NCT) für Frühphasen-Studien weiterentwickelt. Zielgruppe sind Patienten, die sich einer Transplantation oder CAR-T-Zelltherapie bei Blutkrebserkrankungen unterziehen.