Gezieltes Aufrüsten

News: Gezieltes Aufrüsten

Aus den menschlichen blutbildenden Stammzellen entwickelt sich ein breites Zellspektrum, das von roten Blutkörperchen bis zu Zellen des Immunsystems reicht. Schleust man in diese Urahnen ein zusätzliches Gen ein, sollten alle daraus entstehenden Zellen gleichermaßen aufgerüstet sein. Der Gentransfer kann jedoch auch auf bestimmte Ziele ausgerichtet werden und sich dann nur in bestimmten Zellen auswirken. Damit ließe sich beispielsweise die Schlagkraft des Immunsystems erhöhen.

Dagmar Knopf

Um wirksam gegen Eindringlinge vorzugehen, hat das Immunsystem überaus vielschichtige Mechanismen entwickelt, mit vielen spezialisierten Zelltypen. So genannte Antigen-präsentierende Zellen (APC) nehmen den eingedrungenen Fremdling auf, bauen ihn teilweise oder vollständig in separaten Zellräumen ab und binden die fremden Trümmer außen an ihre Zelloberfläche. Der Feind bekommt so ein Gesicht, das den Antikörper-bildenden Zellen eine Vorlage für ihre Zellproduktion liefert. Die Präsentation der fremden Proteinketten ist daher für die Schlagkraft des Immunsystems eine wichtige Schwelle.

Könnte man die APC in ihrer Aufgabe unterstützen und sie auch beispielsweise Proteinstücke von Krebszellen präsentieren lassen, würden sich ganz neue Therapiemethoden eröffnen. Dies dachten sich auch Onkologen des Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center der Johns Hopkins University. Um Erfolg oder Misserfolg gut beobachten zu können, schleuste das Team um Linzhao Cheng das Gen für ein fluoreszierendes Protein in blutbildende humane Stammzellen ein. Als Vehikel diente ihnen ein Lentivirus, genetisch so verändert, dass es keinen Schaden mehr anrichten konnte. Es trug außerdem die Instruktion, das fremde Gen nur mit ganz speziellen Schaltern zu aktivieren.

Als sich die Stammzellen ausdifferenzierten und die verschiedenen Zellen des Blut- und Immunsystems bildeten, besaßen auch alle Zellen das Gen für das fluoreszierende Protein. Doch aktiv wurde es nur, wenn sich die Stammzellen in den APC entwickelten – denn nur in diesen lag auch der passende Schalter vor.

Sechs Mäuse erhielten das nur auf APC abgerichtete Fluoreszenzgen. Nach zehn Wochen zeigten alle Tiere das fremde Protein, das jedoch wie gewünscht ausschließlich in den Antigen-präsentierenden Zellen produziert wurde. Fünf Kontrollmäuse mit einem ungerichteten Gen, die also keinen bestimmten Schalter benötigten, produzierten den Farbstoff erwartungsgemäß in allen Zelltypen.

"Die Fähigkeit, ein Gen in eine Stammzelle zu transportieren und es dann nur in einem speziellen Zelltyp abzulesen, sollte eine neue Methode zur gerichteten Gentherapie darstellen", bewertet Cheng die Ergebnisse seines Teams. Mögliche Anwendungen könnte eine Verstärkung des Immunsystems gegen Tumoren sein oder im entgegengesetzten Falle eine Unterdrückung des Immunsystems, um die Abstoßung von Zelltransplantaten zu verhindern. Klinische Studien sind allerdings bislang noch nicht geplant.