14.10.2021

Wie T-Zellen der Haut andere Organe schädigen können

Bei Betroffenen von Leukämie oder anderen Erkrankungen des blutbildenden Systems werden häufig Stammzelltransplantationen durchgeführt. Sehr oft kommt es dabei zur sogenannten Spender-gegen-Empfänger-Reaktion, einer entzündlichen Erkrankung, die unterschiedliche Organe betreffen kann und durch eine ungewünschte Abwehrreaktion der Spenderzellen und körpereigenen T-Zellen entsteht. Ein Team von Wissenschaftler/innen mit Beteiligung der ÖAW konnte nun zeigen, wie diese körpereigenen T-Zellen über das Blut in andere Organe kommen und dort zur Entzündung beitragen. Die Studie ist im Journal of Experimental Medicine erschienen und liefert wichtige Ansätze für eine bessere Therapie bei Stammzelltransplantation und neue Diagnosemöglichkeiten.

Die Studienautor/innen Laura Marie Gail, Georg Stary und Johanna Strobl ©Laura Alvarez/CeMM

Stammzelltransplantationen stellen vor allem bei Leukämie-Patient/innen eine wichtige, lebensnotwendige Behandlungsmethode dar. Dabei werden erst durch Chemotherapie und Bestrahlung sämtliche Blutzellen des betroffenen Patienten bzw. der Patientin abgetötet, um dann durch gesunde Knochenmarks- oder Blutstammzellen eines Spenders oder einer Spenderin ersetzt zu werden. Bei rund der Hälfte der Patient/innen kommt es nach der Transplantation zu entzündlichen Hauterkrankungen mit schwerwiegenden Folgen. T-Zellen-vermittelte Abstoßungsreaktionen sind eine der Haupttodesursachen nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation. In einer vorausgehenden Studie konnte ein Forscher/innenteam des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), der Medizinischen Universität Wien sowie des Ludwig Boltzmann Institute for Rare and Undiagnosed Diseases bereits einen Mechanismus identifizieren, der Auslöser für diese Spender-gegen-Empfänger-Reaktion ist. In Hautproben von Patient/innen im Verlauf der Transplantation konnte man zeigen, dass T-Zellen der Empfänger im Gewebe der Haut überleben und für die entzündlichen Reaktionen verantwortlich sind.

T-Zellen der Haut wandern ins Blut

In ihrer aktuellen Studie zeigen die Wissenschaftler/innen, dass diese gewebsständigen T-Zellen der Haut bei stammzelltransplantierten Menschen im Blut wiederzufinden sind. „Durch die Abwanderung der entzündlichen, gewebsständigen T-Zellen der Haut in den Blutkreislauf besteht das Risiko, die Hautentzündung auch in andere Organe weiterzutragen. Besonders im Darm, der häufig von der Spender-gegen-Empfänger-Reaktion betroffen ist, konnten wir erstaunlich viele Zellen finden, die ursprünglich aus der Haut kamen“, so die Studienautor/innen.

Möglicher Ansatz: Deaktivierung der T-Zellen

Für ihre Studie untersuchten die Forscher/innen im Blut zirkulierende T-Zellen anhand von Proben stammzelltransplantierter Patient/innen. Durch eine besondere Tracking-Methode konnte man genau unterscheiden, welche T-Zellen vom Spender und welche von der Patientin bzw. dem Patienten selbst waren. Forschungsgruppenleiter Georg Stary erklärt: „Nachdem durch die Chemotherapie bereits alle Blutzellen abgetötet waren, konnten wir darauf schließen, dass die entdeckten T-Zellen nur aus dem Gewebe kommen können. Anhand verschiedenster Marker ließen sich diese bis zur Haut zurückverfolgen.“
Die Studie gibt wichtige Hinweise darauf, wie Hauterkrankungen und in weiterer Folge auch Entzündungen in anderen Organen nach Stammzelltransplantationen vermieden werden können. Ein Ansatz könnte sein, die gewebeansässigen T-Zellen im Körper vor einer Transplantation zu deaktivieren.

Blutprobe statt Biopsie

Die Studie gibt zudem Hinweise auf einen weiteren wichtigen diagnostischen Aspekt: Die Studienautor/innen konnten beobachten, dass die zirkulierenden T-Zellen bei stammzelltransplantierten Menschen je nach Krankheitsbild vermehrt im Blut nachweisbar sind. Dementsprechend ist vorstellbar, bei Haut- oder Gewebserkrankungen statt der aufwendigen und oft unangenehmen Probenentnahme der betroffenen Stelle eine Blutanalyse durchzuführen und den Phänotyp der T-Zellen im Blut, die ursprünglich aus der Haut kamen, auszuwerten. „Dieser Vorgang wäre eine Art „Liquid Biopsy“ bei Entzündungsreaktionen im Gewebe“, so die Forscher/innen.

 

Auf einen Blick

Publikation:
Human resident memory T cells exit the skin and mediate systemic Th2-driven inflammation“, erschienen in der Zeitschrift Journal of Experimental Medicine am 13. Oktober 2021.
DOI: 10.1084/jem.20210417

Förderung: Die Studie wurde aus Mitteln der Oesterreichischen Nationalbank (Jubiläumsfonds, Projektnummer: 17872), des Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF, P31494) und des Innovationsfonds der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW, Projektnummer: IF_2017_29) unterstützt. Johanna Strobl wurde durch ein DOCmed-Stipendium der ÖAW unterstützt.