(Wien, 13-12-2011) Eine Forschergruppe der MedUni Wien unter der Leitung von Wilfried Ellmeier in der Abteilung für Immunbiologie am Institut für Immunologie der MedUni Wien hat neue Genregulationsmechanismen im Immunsystem entdeckt. Dabei wurde die Bedeutung des Enhancers E8-I und der Runx Familie auf die Aktivierung von CD8 T-Zellen, so genannten „Killerzellen“, die selbständig Tumore oder infizierte Körperzellen erkennen und zerstören können, nachgewiesen.
Enhancer verstärken die Übertragung (Transkription) der in der DNA gespeicherten genetischen Information in Ribonukleinsäure (RNA), als Runx Familie bezeichnet man Proteine, die ebenfalls als Transkriptionsfaktoren gelten.
Im Rahmen eines vom Wissenschaftsfonds FWF und der Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS) geförderten internationalen Kooperationsprojekts gelang Hammad Hassan und Shinya Sakaguchi aus der Abteilung für Immunbiologie ein neuer Einblick in die transkriptionelle Regulation von CD8, einem essentiellen Molekül zur Entstehung und Funktion von zytotoxischen T-Zellen.
T-Zellen gehören zu der Gruppe von weißen Blutkörperchen und üben wichtige Funktionen im Immunsystem aus. Sie teilen sich in zwei Hauptarten auf: In die CD4-positiven „Helfer“-T-Zellen und den CD8-positiven zytotoxischen T-Zellen. Die „Helfer“-Zellen treten etwa bei Infektionen in Aktion und wirken indirekt, indem sie dazu beitragen, dass andere Zellen des Immunsystems mobilisiert werden, sodass es zu einer Immunantwort kommt. Die zytotoxischen T-Zellen wirken so, dass sie infizierte Körperzellen oder Tumorzellen erkennen und selbständig zerstören. „Sie sind sozusagen Killerzellen“, sagt Ellmeier.
„Werden durch genetische Experimente E8-I-Enhancer oder Runx-Moleküle entfernt, hat das zunächst während der T-Zellentwicklung keine Auswirkung auf das Vorhandensein von CD8. Werden aber zytotoxische T-Zellen durch Antigenerkennung aktiviert, beginnen diese die CD8-Expression runter zu regulieren. Das hat zur Folge, dass die Killeraktivität stark vermindert ist“, erklärt Ellmeier.
„Unsere Arbeit konnte also aufzeigen, dass das Vorhandensein von CD8 in bereits aktivierten zytotoxischen T-Zellen durch den CD8-Enhancer E8-I und durch Runx-Moleküle reguliert wird und dass dabei epigenetische Prozesse, also Veränderungen des Verpackunggrades der DNA, eine wichtige Rolle spielen.“
Es stellt sich nun für Ellmeier und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die Frage, ob diese Beobachtungen nicht doch auch eine physiologische Funktion während einer Immunantwort widerspiegeln. „Studien anderer Wissenschafter haben gezeigt, dass während einer Immunantwort zytotoxische T-Zellen unter gewissen Bedingungen vorübergehend CD8 runter regulieren können und so die Aktivität von zytotoxischen T-Zellen verändern können. Unsere Daten weisen darauf hin, dass diese transiente Veränderung der CD8 Expression möglicherweise in manchen Fällen auch über die Regulation des CD8 Enhancers E8-I und den Runx Molekülen erfolgen könnte. Weiter führende Studien werden zeigen, ob das tatsächlich der Fall ist.“
Die Ergebnisse wurden jetzt im renommierten Fachmagazin „PNAS“ veröffentlicht.
Service: PNAS
Cd8 enhancer E8I and Runx factors regulate CD8{alpha} expression in activated CD8+ T cells. Hassan H, Sakaguchi S, Tenno M, Kopf A, Boucheron N, Carpenter AC, Egawa T, Taniuchi I, Ellmeier W. 2011. Proc Natl Acad Sci U S A. 108(45):18330-5