Funktionierendes Immunsystem aus einer einzelnen Stammzelle

Ein Patient mit schwerem Immundefekt bildet dank einer einzelnen Immunstammzelle ein funktionsfähiges Immunsystem aus. Darüber berichten Forscher der Universität Freiburg und wollen diese Erkenntnis für Stammzelltransplantationen bei Immundefekten und Krebs nutzbar machen.

Eine einzige Immunstammzelle kann die Aufgabe von Hunderttausenden Stammzellen übernehmen und einen wesentlichen Teil des menschlichen Immunsystems bilden. Anhand eines äußerst ungewöhnlichen Patienten zeigen das jetzt ForscherInnen des Universitätsklinikums Freiburg gemeinsam mit KollegInnen aus Freiburg, Ulm und Frankfurt.

Der heute 18-Jährige Patient kann aufgrund eines genetischen Defekts eigentlich keine T-Immunzellen herstellen. Doch in einer einzigen Immunstammzelle scheint es früh zu einer extrem seltenen zufälligen Korrektur des Fehlers gekommen zu sein. Die Folge: Nachfolgezellen dieser einen T-Stammzelle entwickeln sich normal und führen auch langfristig alle erforderlichen Immunfunktionen wie die Zerstörung von Krebszellen oder virusinfizierten Zellen aus. Diese Erkenntnisse könnten unter anderem helfen, den Erfolg von Stammzelltransplantationen bei Krebserkrankungen oder Immundefekten deutlich zu steigern. 

„Wir waren äußerst überrascht, welches Potenzial in einer einzigen Immunstammzelle steckt“, sagt Studienleiter Prof. Stephan Ehl, Ärztlicher Direktor des Instituts für Chronische Immundefizienz am Universitätsklinikum Freiburg. „Besonders wichtig ist, dass das Immunsystem bei unserem Patienten nicht im Laufe der Zeit ermüdet ist und die gebildeten Immunzellen trotz ihres gemeinsamen Ursprungs aus nur einer Immunstammzelle sehr unterschiedlich sind. Das ist für eine wirksame Immunabwehr entscheidend.“

Gesund trotz lebensbedrohlicher Krankheit

Der von Ehl und KollegInnen bereits seit 13 Jahren begleitete Patient besitzt einen Genfehler, der eigentlich zum schweren kombinierten Immundefekt (SCID) führt. Unbehandelt führt SCID meist innerhalb der ersten beiden Lebensjahre zum Tod. SCID kann nur durch eine Knochenmarkstransplantation geheilt werden.

Bei dem Freiburger Patienten war dies nicht nötig. Er erhält lediglich unterstützend Antikörper und ist ansonsten gesund. „Diese zufällige Korrektur des Genfehlers ist bei einer so schweren Krankheit ein kleines Wunder“, sagt Ehl. „Gleichzeitig zeigt sie uns, dass es ausreichen könnte, sehr wenige Zellen im Labor gentherapeutisch zu reparieren oder als Knochenmarksspende zu übertragen.“ Die ForscherInnen erhoffen sich davon vereinfachte und sicherere Therapieverfahren.

Das Team um den Immunologen Ehl beschäftigt sich viel mit solchen ‚grenzwertigen’ Immunsystemen. „Wir wollen verstehen, wie viel T-Zell-Immunität genug ist, um langfristig ein gesundes Leben zu führen. Damit können wir im besten Fall besser einschätzen, welche PatientInnen frühzeitig ein neues Immunsystem in Form einer Stammzelltransplantation benötigen“, so Ehl.

Originalpublikation:
Kury P et al. Long-term robustness of a T-cell system emerging from somatic rescue of a genetic block in T-cell development.
EBioMedicine 2020;59:102961.