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Press Release: Cellular messages – with major consequences

T cells are an important part of the immune system. However, they are not only capable of destroying pathogens. They can also become harmful themselves. Researchers at the Technical University of Munich (TUM) with SyNergy member Prof. Thomas Korn and the University Medical Center of the Johannes Gutenberg University Mainz have discovered the conditions under which certain T cells become the kind of pathogenic T cells associated with multiple sclerosis. Their results explain why certain treatments are not consistently effective.

01.12.2016

Multiple sclerosis is an autoimmune disease in which the body's immune system attacks the patient's own cells. In this case, modified T cells destroy the myelin sheath surrounding nerve cells. Myelin protects the neural pathways and is thus essential to the ability of nerve cells to transmit information.
Which areas in the body are targeted by T cells and the impact they will have depends on various factors. In a previous study, Thomas Korn, professor for Experimental Neuroimmunology at TUM, demonstrated that a substance known as interleukin 6 (IL-6) plays an important role in instructing T cells to cause damage to myelin sheaths in the central nervous system. The T cells are turned pathogenic in the lymph nodes, where they encounter a certain type of dendritic cells. Signals from the dendritic cells prime them to trigger immune reactions in other parts of the body. In the case of foreign antigens, for example components of viruses or bacteria, this is useful, as they can then be eliminated from the tissue. However, when pathogenic T cells recognize autoantigens, i.e. elements of the body's own substances such as the myelin sheath, these T cells trigger an autoimmune disease.

When dendritic cells not only signal myelin as a "target substance", but also secrete the messenger substance IL-6, a sort of molecular switch is flipped in the T cells. This causes them to become pathogenic, and thus to have particularly harmful effects on tissues.
"However, there was a major problem with this seemingly clear link," says Thomas Korn. "The T cells do not always become pathogenic when IL-6 is secreted." Together with a research group led by Dr. Ari Waisman, the head of the Institute for Molecular Medicine at the University Medical Center in Mainz, Korn and his team have found an explanation for this phenomenon. "The decisive factor is not only whether the dendritic cells provide an IL-6 signal to T cells," says Ari Waisman. "It's also how they do it."

Press release of the Technical University of Munich

 

T-Zellen sind ein wichtiger Teil des Immunsystems. Sie können aber nicht nur Krankheitserreger ausschalten, sondern auch selbst zu einer Gefahr werden. Forscherinnen und Forscher der Technischen Universität München (TUM) mit SyNergy Mitglied Prof. Thomas Korn und der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben herausgefunden, wann bestimmte T-Zellen zu krankheitserregenden T-Zellen werden, die mit Multipler Sklerose in Verbindung gebracht werden. Die Ergebnisse erklären, warum bestimmte Behandlungsansätze nicht zuverlässig wirken.

Multiple Sklerose ist eine Autoimmunerkrankung, also eine Krankheit, bei der das Abwehrsystem des Körpers die eigenen Zellen angreift. In diesem Fall sorgen veränderte T-Zellen dafür, dass die Myelinhülle von Nervenzellen abgebaut wird. Diese Schicht schützt die eigentliche Nervenbahn und sorgt erst dafür, dass Informationen übertragen werden können.

Welche Ziele im Körper T-Zellen ansteuern und welche Wirkung sie dort entfalten, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Thomas Korn, Inhaber der Professur für Experimentelle Neuroimmunologie der TUM, konnte bereits in einer früheren Studie zeigen, dass im Fall der T-Zellen, die zur Schädigung von Myelinhüllen im zentralen Nervensystem führen, ein Stoff namens Interleukin-6 eine wichtige Rolle spielt. Die „Anleitung“ dafür, gewebeschädigende Wirkung zu entfalten, erhalten die T-Zellen in Lymphknoten. Sie treffen dort mit einer bestimmten Variante sogenannter dendritischer Zellen zusammen. Diese zeigen den T-Zellen an, beim Kontakt mit welchen Substanzen sie in anderen Teilen des Körpers eine Immunreaktion auslösen sollen. Im Fall von Fremdantigenen, zum Beispiel Bestandteilen von Viren oder Bakterien ist das sinnvoll. Sie können dadurch aus dem Gewebe eliminiert werden. Handelt es sich aber um Autoantigene, also um Bestandteile köpereigener Substanzen wie der Myelinhülle, leiten die T-Zellen eine Immunreaktion gegen den Körper selbst ein.

Wenn dendritische Zellen nicht nur das Myelin als „Zielsubstanz“ anzeigen, sondern zugleich den Botenstoff Interleukin-6, kurz IL-6, ausschütten, wird in den T-Zellen eine Art molekularer Schalter umgelegt. Sie werden dann pathogen, entfalten also besonders gewebsschädigende Eigenschaften.
„Mit diesem scheinbar klaren Zusammenhang gab es aber ein großes Problem“, erzählt Thomas Korn. „Die T-Zellen wurden nicht immer pathogen, wenn IL-6 ausgeschüttet wird.“ Gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern um Professor Ari Waisman, Leiter des Instituts für Molekulare Medizin an der Universitätsmedizin Mainz, haben Korn und sein Team jetzt eine Erklärung für dieses Phänomen. „Entscheidend ist nicht nur, ob die dendritischen Zellen den T-Zellen mit IL-6 Signale senden“, sagt Ari Waisman, „Es geht darum, auf welchem Weg sie das tun.“

Pressemeldung der Technischen Universität München