Peter Swetly
Peter Swetly | 18. August 2011

Das Immunsystem – Janusköpfig?

Das Immunsystem höherer Lebewesen hat sich im Laufe der Evolution zu einem hochspezialisierten und effektiven Netzwerk entwickelt, welches gezielt Infektionen abwehren und als fremd erkanntes Gewebe abbauen kann. Eine Vielfalt von Mechanismen für die Erkennung und Eliminierung von Fremdkeimen kommen dabei zum Einsatz und ermöglichen das Überleben.

Seit langem wird auch die Rolle des Immunsystems bei der Erkennung und Eliminierung von Tumoren untersucht. Die grundlegende Annahme ist, dass das Immunsystem imstande ist, Tumorgewebe als fremd zu erkennen und zu eliminieren. Diese Hypothese wird durch eine histologische Beobachtung genährt: Maligne Tumoren, wie etwa das Mammacarcinom, weisen eine hohe Dichte an Zellen des Immunsystems im Tumorgewebe auf.

Besonders prominent vertreten sind dabei Makrophagen oder Fresszellen. Makrophagen sind Immunzellen, die an der vordersten Front als Abwehrspezialisten stehen. Sie verschlingen Pathogene, tote Zellen und Fremdzellen und bauen sie zu kleinen Molekülen ab. Eine besonders hohe Dichte dieser Fresszellen im Tumorgewebe (tumorassoziierte Makrophagen = TAM) schien daher eine gute Voraussetzung dafür, dass das Immunsystem das Tumorgewebe angreift.

DeNardo und Mitarbeiter haben nun diese Hypothese in Mammacarcinomen geprüft [1]. Und sie haben eine interessante Erkenntnis gewonnen.

Sie haben beobachtet, dass eine Tumorabwehr vom Zusammenwirken der TAM`s mit anderen Immunzellen, den sogenannten cytotoxischen T-Lymphozyten abhängig ist:

Wenn das Verhältnis von TAM zu cytotoxischen T-Zellen ausgewogen ist, dann kommt es zu Tumorregression und Erhöhung der Lebenserwartung der Patientinnen. Das ist die erwartete Wirkung der Immunzellen. Wenn hingegen eine hohe Zahl an TAM`s und eine geringe Zahl an cytotoxischen T-Zellen im Tumorgewebe vorliegen, resultiert eine Förderung des Tumorwachstums und eine Herabsetzung der Lebenserwartung.

Es scheint also vom Verhältnis Makrophagen zu cytotoxischen T-Zellen abzuhängen, ob Tumorabwehr oder Tumorwachstum entstehen.

Nun beginnt die Suche nach Substanzen, welche die TAM-Konzentration in Tumorgeweben verringern können, um ein unbalanciertes Verhältnis ausgleichen zu können.

Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Herabsetzung der TAM Konzentration auch mit einer erhöhten Wirksamkeit einer chemotherapeutischen Behandlung einhergeht und eine Reduktion von Primärtumor und Metastasierung beobachtet wird.

Das Immunsystem ist also janusgesichtig in seinem Verhältnis zu Tumoren, und es bedarf einer exakten Analyse, um sein Potential zum Wohle der Patientinnen und Patienten umzusetzen.

Literatur:

[1] D.G. DeNardo et.al., "Cancer Discovery", doi 10.1158/2159-8274, CD-10-0028 (2011)

 

Anmerkungen der Redaktion:

cytotoxisch: für Zellen giftig.

Pathogene: Einflussfaktoren, die Erkrankungen ursächlich bedingen können. Das kann alles mögliche sein, beginnend bei bakteriellen Erregern über giftige Substanzen bishin zu Stress oder Lärm.

 

Empfehlenswert für alle, die einen leicht verständlichen Überblick über das
Immunsystem und seine Bedeutung bei Krebserkrankungen bekommen möchten:

Deutsches Krebsforschungszentrum: Immunsystem

 

Über den Autor:

Univ.-Prof. Dr. Peter Swetly hat Chemie und Physik (Universität Wien) studiert, leitete Abteilungen für Gentechnologie, Biotechnologie und Immunologie am Ernst Boehringer Institut (Wien), war langjähriger Direktor für Forschung und Entwicklung bei Bender&Co und Boehringer Ingelheim (Austria) und Vizerektor für Forschung an der Vetmed Univ. Wien.  Er ist Mitglied zahlreicher Gremien und Science Advisory Boards.

Details unter http://www.science-blog.at/Autoren

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libertus | 22. August 2011 00:25
Wenn Tumorwachstum tatsächlich vom Verhältnis der TAMs zu cytotoxischen T-Zellen abhängig ist, dann müßte die Medizin daran arbeiten, dieses Verhältnis im Körper vorbeugend überprüfen und Krebs bereits im Ansatz verhindern zu können.

Das wäre dann DIE wissenschaftliche Sensation!
durga | 22. August 2011 15:14
Zur Zeit werden verschiedene Ansätze verfolgt um einerseits das Wachstum (Proliferation) und die Metastasierung von Tumoren effizient blockieren zu können, andererseits um überhaupt die Ursachen der Entstehung von Tumoren zu erforschen.

Im zweiten Fall ist eine vor rund 2,5 Jahren gestartete internationale Initiative, das "International Cancer Genome Consortium" bemüht Mutationen in Genen aufzufinden, die ursächlich mit der Entstehung und der Aggressivität von Tumoren verknüpft sind. Mehr als 20 Gruppen in 11 Staaten sind dabei und wollen (in längstens 6 Jahren) die Genome von jeweils 500 Tumor-Proben von den über 20 häufigsten Tumoren analysieren. Erste Ergebnisse, z.B. in Brustkrebs oder in Lungenkrebs (small cell lung ca) haben dabei bereits neue mögliche therapeutische Ansatzpunkte (Targets) ergeben.

Im ersten Fall, Verhinderung/Reduzierung von Proliferation/Metastasierung, liegt in den letzten Jahren der Fokus auf entzündlichen Reaktionen. Zellen, die Entzündungs-Mediatoren aussenden und damit Entzündungszellen rekrutieren (wie z.B.TAMs) sind unerläßlich für die Schaffung des "Micro-environments" in dem erst Tumorzellen proliferieren können. In einer Reihe von Tumoren (wie z.B. bei malignen Gliomas) sind TAMs die vorherrschende Population im Tumorgewebe und damit die Hauptquelle von Entzündungsreaktionen. Hier werden zur Zeit bereits unterschiedliche Strategien verfolgt: Blockierung von wesentlichen Entzündungs-Mediatoren (Cytokine, Chemokine), Blockierung von deren Rezeptoren und der von ihnen initiierten Pathways.

Die Crux ist, daß dabei wohl das Microenvironment (Nischen) um die den Tumor bestimmenden Zellen - sogenannte Cancer Stamm Zellen (CSCs) - verändert werden kann, diese CSCs selbst jedoch bestehen bleiben und unter geeigneten Bdingungen wieder aktiv werden können (dieses Wiedererstarken und Proliferieren von CSCs ist auch die Ursache der Rekurrenz vieler als geheilt betrachteter Tumoren).

Das Positive: Die Medizin ist eine molekulare Wissenschaft geworden, die Ursachen von Krankheiten auf der molekularen/zellulären Basis zu verstehen versucht und nicht mehr nur symptomatisch vorgeht.

Das Negative: eine effiziente Therapie vieler Tumorformen (z.B. Pankreas-CA, Oesophagus CA, Glioma, etc.) wird wohl noch ziemlich lange auf sich warten lassen.
ViennaCodePoet | 24. August 2011 14:03
DIE wissenschaftliche Sensation ist, dass Sie das ziemlich gut selbst beinflussen können.

Geist kann Immunsystem ganz gut selbst beeinflussen... mit Schnupfen funktioniert das bei mir mittlerweile zu 100% - soll heissen mein Schnupfen ist in längsten vier Stunden kuriert.

Einfach mental das Immunsystem anfeuern - am Anfang ganz schön anstrengend - ab das geht.

Per Denken kann man auch leicht zur Erkenntnis gelangen, dass es so sein muss. Interessant sind natürlich die molekularen Details.

Meine Vermutung ist einmal, dasss der Blutfluss willentlich beinflusst, einfach deutlich mehr Imunabwehrstoffe in die betreffende Region schwemmt - außerdem bekommen sie lokales Fieber...
settembrini | 30. August 2011 16:07
@Vienna code poet,

verehrter poeta viennensis, Sie nehmen mir meinen alten Leitspruch - daß Krankheit einfach nur Liederlichkeit darstellt - direkt aus dem Mund!

Glauben Sir mir, am Zauberberg habe ich hinreichend Beispiele erlebt, wie Trägheit, ein Sich-Gehenlassen, ein nicht einmal versuchter oder sehr schnell abgebrochener Kampf gegen die Malaisen zu schwersten bis hin zu fatalen Rückschlägen geführt hat.

Ja, heute hat man dafür andere Begriffe, wie Psychoneuroimmunology oder Neuroimmunoendocrinology - Wissenschaften, die aufzuklären versuchen, wie Zentrales Nervensystem, endokrines Hormonsystem und Immunsystem miteinander wechselwirken und welche Mechanismen durch physischen oder psychischen Stress ausgelöst werden, die dann zur Unterdrückung der Immunantwort und in Folge zu Ausbruch von Krankheiten oder deren Verschlechterung führen.
Neppomuck | 21. August 2011 17:15
Krebs als Folge psychosomatischen Leidens?
Warum nicht …

„Wer das Leiden fürchtet, leidet bereits an dem, was er fürchtet.“
Michel Eyquenne de Montaigne, 1533-1592, frz. Schriftsteller und Philosoph

„Ich habe nie einen gesunden Menschen getroffen, der sich über seine Gesundheit Gedanken gemacht hätte, und nie einen guten Menschen, der um seine Seele besorgt wäre.“
John Burdon Sanderson Haldane, 1894-1964, engl. Biologe und Genetiker
ignaz | 22. August 2011 16:29
auch hier findet bereits ein umdenken statt.
früher hieß es: der mensch besteht aus seinen genen.
nun heißt es: der mensch kann seine gene ändern.
insbesondere in der epigenetik wird nun immer mehr entdeckt, wie stark die expression von genen durch äußere einflüsse verändert werden kann.

das bedeutet im tiefgreifendsten fall, das ein heterozygoter mensch für ein onkogen eine viel geringere wahrscheinlichkeit haben kann an krebs zu erkranken, wenn er seelisch bzw. geistig gesund ist und positiv ausgerichtet ist.
hier ist eine spannende Kreuzung zwischen Natur- und Geisteswissenschaften (philosophie, theologie) möglich, die für beide nur von nutzen sein kann.
ignaz | 22. August 2011 16:30
noch ein zusatz: sollte Sie dieses Gebiet mehr interessieren, so empfehle ich Ihnen Literatur von DDr. Matthias Beck
inge schuster | 22. August 2011 17:19
@ ignaz

zum Thema Epigenetik/Genetik oder "warum wir nicht ausschließlich Sklaven unserer Gene sind" gibt es in diesem blog in Kürze einen Beitrag von einem unserer prominentesten (Exil-)Biochemiker.

Ich hoffe auf rege Diskussion!
phaidros | 19. August 2011 09:24
Sehr interessant, danke!

»Sezernieren« heißt so viel wie »absondern«?

Ihr Kommentar wirkt nicht gerade branchenfremd. Ohne freilich Anonymität infrage zu stellen, aber könnten wir einen Tick mehr über die Hintergründe erfahren, die hinter »mir scheint« stecken?

BG phaidros.vie@gmail.com
phaidros | 19. August 2011 09:48
Oje, das hätte eine Antwort zu Ignaz sein sollen.
ignaz | 22. August 2011 16:23
Werter Phaidros,
In der Tat bin ich nicht branchenfremd, allerdings nicht auf diesem speziellen Gebiet tätig.
Sezernieren heißt freisetzen oder absondern, wie Sie richtig erkannt haben.
Das "mir scheint" bezieht sich aussließlich auf das Wissen über diverse Funktionsweisen des Immunsystems, da es nicht nur wichtig ist, dass Immunzellen an Entzündungsherden oder Infektionsorten vorhanden sind, sondern auch in der richtigen "Stimmung". Eine Immunzelle, die nicht aktiviert wird (was meist mittels T-Helfer-Zellen stattfindet) taugt nichts zur Bekämpfung. Ebenso wirkt sich das Milieu der Botenstoffe auf die Aktivität der angeborenen Immunität aus. Daher ist ja beispielsweise HIV so gravierend, weil eigentlich genug Immunzellen vorhanden, diese aber nicht aktiv sind.
phaidros | 23. August 2011 17:07
Danke, s.g. Ignaz!
Ignaz | 19. August 2011 08:42
Mir scheint, dass es nicht nur eine Frage des Verhältnisses ist, sondern primär von der adaptiven Immunantwort abhängt, wieviele TAM im Endeffekt vorhanden sind. Denn je nach Art der Immunantwort (cytotoxisch gegenüber humoral = Antikörper) werden auch Faktoren sezerniert, die einen Einfluß auf TAM-Konzentration und Wirkung haben. Mir scheint es, dass TAM zwar sehr wohl das Tumorgewebe als fremd erkennen, allerdings durch das Umfeld entweder zur Aktivität aufgefordert, oder davon abgehalten werden, was wiederum durch das adaptive Immunsystem gesteuert wird (abseits von Faktoren, die vom Tumorgewebe sezerniert werden). Somit sind es wieder einmal die bekannten CD4 T-Helfer Lymphozyten, neben den CTL, die eine entscheidende Rolle spielen, ob Regression oder Progression beim Mammakarzinom stattfindet (bei anderen Karzinomarten kann es ja wiederum anders aussehen).