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Kriegsschauplatz Immunsystem

02.11.2011 - (idw) Technische Universität Kaiserslautern

In einer der jüngsten Ausgaben der englischen Fachzeitschrift Nature berichten Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg zusammen mit anderen Autoren aus Deutschland, darunter von der TU Kaiserslautern, aus Australien und den USA (Opitz et al., 2011) über einen neuen Weg, wie Tumorzellen das Immunsystem "überlisten". Dabei fanden die Wissenschaftler, dass Zellen menschlicher Hirntumoren aus der Aminosäure L-Tryptophan mit Hilfe des Enzyms Tryptophan-2,3-Dioxygenase (TDO) eine Verbindung namens Kynurenin herstellen, die quasi als Schutzschild gegen das Immunsystem wirkt, d.h. den Tumor wie eine Tarnkappe der ansonsten engmaschigen Kontrolle des Immunsystems entzieht. Kynurenin hemmt das Wachstum und die Wirkung körpereigener T-Zellen, während das Ausschalten des Enzyms TDO die Tumorzellen wieder empfindlich gegen den Angriff von Immunzellen machte. Hirntumoren (Gliome), die hohe Aktivitäten an TDO aufwiesen, wurden weniger von aktiven Immunzellen attackiert, als andere.

In Zellkultur- und Genexpressions-Analysen in Kaiserslautern wurde gefunden, dass Kynurenin den Arylhydrocarbon-Rezeptor (AhR) aktiviert. Dieser Rezeptor ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung der Fachrichtung Lebensmittelchemie und Toxikologie an der TU Kaiserslautern. Unter der Leitung von Professor Dieter Schrenk wurden die verschiedenen Aspekte der Funktion des AhR erforscht. Eigentlich wurde der AhR entdeckt, weil er eine hochtoxische Verunreinigung in Nahrung und Umwelt, das 2,3,7,8-Tetrachlordibenzdioxin (TCDD), auch als Seveso-Dioxin bekannt, mit hoher Effektivität bindet.

Dioxin ist ein sog. Ultragift, das zu Störungen im Hormonsystem, Entwicklungsstörungen und Tumoren führt. Eine besondere Eigenschaft von Dioxin ist die Unterdrückung bestimmter Funktionen des Immunsystems. Geradezu verblüffend ist dabei die Tatsache, dass Dioxin an Mäusen, die keinen AhR haben, praktisch nicht toxisch wirkt. Die neuen Erkenntnisse machen nunmehr den Weg zum Verständnis der Dioxinwirkung auf das Immunsystem frei. Offenbar ahmt Dioxin eine körpereigene, immunsuppressive Substanz nach, die ebenfalls am AhR angreift. Bei dieser Substanz könnte es sich um Kynurenin handeln, wie die Arbeiten von Opitz et al. plausibel machen. Wurden z.B. TDO-aktive Tumorzellen in Mäuse verpflanzt, wuchsen diese wesentlich rascher als vergleichbare TDO-negative Tumorzellen. In Mäusen, die keinen AhR aufweisen, war dieser Unterschied erheblich schwächer ausgeprägt. Im nächsten Schritt wurde Kynurenin auf verschiedenste Arten von Tumorzellen gegeben und die AhR-abhängige Zellantwort gemessen. Sie war nicht nur in Gliomzellen, sondern auch in Zellen aus B-Lymphomen, Blasen-, Cervix-, Dickdarm-, Lungen- und Ovaralkarzinomen induzierbar. In Patienten mit Gliom wurde eine Überlebensrate gefunden, die mit der Höhe der TDO-Gehalte umgekehrt zusammenhing. Die Bedeutungen dieser Entdeckung für Biologie und Medizin sind weitgehend und derzeit noch nicht absehbar.

Eine Unterdrückung der TDO-Aktivität/Kynureninbildung könnte Tumorzellen wieder empfindlich für die körpereigene Immunabwehr machen. Schließlich könnte es sich, wie schon vielfach vermutet, bei der Krebskrankheit gar nicht um eine Zellkrankheit, sondern eher um eine Erkrankung der Zell-Immun-Balance handeln, die den gesamten Organismus schon frühzeitig betrifft. Die nennenswerte Sekretion von tumoreigenen Wirkstoffen durch größere Tumore könnte nicht nur das Immunsystem, sondern auch andere Körperfunktionen negativ beeinflussen. Schließlich könnten aber AhR-wirksame Stoffe auch helfen, überschießende Immunreaktionen unter Kontrolle zu halten. Somit ist aus der Nische der toxikologischen Dioxinforschung ein Forschungsgebiet erwachsen, das mehr und mehr ins Zentrum der modernen Immun- und Tumorforschung rückt. Die Arbeitsgruppe von Professor Schrenk wird sich in Zukunft verstärkt diesen Perspektiven widmen.

Kontakt: Prof. Dr. Dr. Dieter Schrenk, Tel.: 0631/205-3043, e-mail: schrenk@chemie.uni-kl.de

Literatur:
Christiane A. Opitz, Ulrike M. Litzenburger, Felix Sahm, Martina Ott, Isabel Tritschler, Saskia Trump, Theresa Schumacher, Leonie Jestaedt, Dieter Schrenk, Michael Weller, Manfred Jugold, Gilles J. Guillemin, Christine L. Miller, Christian Lutz, Bernhard Radlwimmer, Irina Lehmann, Andreas von Deimling, Wolfgang Wick, Michael Platten (2011) An endogenous ligand of the human aryl hydrocarbon receptor promotes tumor formation. Nature 478, 197-203. jQuery(document).ready(function($) { $("fb_share").attr("share_url") = encodeURIComponent(window.location); });

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