(Wien, 09-07-2025) Ein Forschungsteam der Medizinischen Universität Wien unter der Leitung von Dietmar Herndler-Brandstetter hat untersucht, wie Knochenmarksnischen die Entwicklung von Immunzellen steuern und zugleich das langfristige Überleben sowie die Funktion reifer Immunzellen fördern. Die Studie zeigt, dass Stromazell-Subtypen eine unterschiedliche Kapazität zur Produktion des Überlebenszytokins Interleukin 15 besitzen und dadurch die Entwicklung und das Überleben von Immunzellen unterschiedlich regulieren. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ publiziert.
Mesenchymale Stromazellen sind eine heterogene Zellpopulation, die mesenchymale Stammzellen, Fibroblasten, osteogene Stromazellen, Perizyten und Endothelzellen umfasst. Ihr Potenzial wird im Bereich der regenerativen Medizin und, aufgrund ihrer immunsuppressiven Wirkung, in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen untersucht. Mesenchymale Stromazellen können aber auch die Funktion und das Überleben von Immunzellen fördern. Sie spielen eine entscheidende Rolle im Knochenmark, indem sie mikroanatomische Nischen bilden, die das Überleben hämatopoetischer Stammzellen unterstützen und die Entwicklung und das langfristige Überleben von Immunzellen fördern.
Mithilfe eines neuartigen fluoreszierenden Reporter-Mausmodells, das in Zusammenarbeit mit Richard A. Flavell (Yale University, USA) entwickelt wurde, konnten die Forscher:innen eine Karte der IL-15-produzierenden Stromazell-Subtypen im Knochenmark erstellen. Einzelzell-Transkriptom-Analysen und Durchflusszytometrie zeigten, dass Stromazell-Subtypen unterschiedlich viel IL-15 produzierten. Die Deletion von IL-15 in osteogenen Stromazellen beeinträchtigte die Entwicklung natürlicher Killerzellen und verringerte das Überleben zytotoxischer Gedächtnis T-Zellen im Knochenmark. Die Deletion von IL-15 in Endothelzellen reduzierte das Überleben von natürlichen Killerzellen und Gedächtnis T-Zellen im Blut, jedoch nicht im Knochenmark.
„Unsere Ergebnisse zeigen eine funktionelle Spezialisierung von Stromazellen im Knochenmark, und wie diese die frühen Schritte der Entwicklung von natürlichen Killerzellen und das langfristige Überleben von zytotoxischen Gedächtnis T-Zellen reguliert“, sagt Erstautorin Carmen Stecher vom Zentrum für Krebsforschung der MedUni Wien.
Die Ergebnisse veranschaulichen das große Potenzial von Stromazellen, die Funktion von verschiedenen Immunzellen zu beeinflussen. Die Kommunikation der beiden Zelltypen spielt auch bei Krebs eine wichtige Rolle. Die neu gewonnenen Erkenntnisse zu den Stromazell-Subtypen können damit zur Entwicklung neuer immunmodulatorischer Strategien beitragen.
Diese Forschung wurde vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF), der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und dem Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) gefördert.
Publikation: Nature Communications
Heterogeneity of IL-15-expressing mesenchymal stromal cells controls natural killer cell development and immune cell homeostasis.
Carmen Stecher, Romana Bischl, Anna Schmid-Böse, Stefanie Ferstl, Elisabeth Potzmann, Magdalena Frank, Nina Braun, Matthias Farlik, Richard A Flavell, Dietmar Herndler-Brandstette.r
DOI: 10.1038/s41467-025-61231-0
https://www.nature.com/articles/s41467-025-61231-0