Das Team um Andreas Villunger erforscht den programmierten Zelltod in Krebsabwehr und Immunsystem.
INNSBRUCK.Der programmierte Zelltod, die Apoptose, ist wesentlich für das Leben aller Vielzeller. Nicht nur, weil ihm Zellen anheimfallen, die dem ganzen Organismus gefährlich werden, z.B. einen Tumor bilden könnten, sondern auch, wenn alles gut verläuft in der Entwicklung: Die Form der Organe etwa entsteht dadurch, dass überständige Zellen kontrolliert sterben.
Auch in der Entwicklung des Immunsystems spielt die Apoptose eine wesentliche Rolle: Hier formt sie nicht die Gestalt, sondern hilft die Zellen auslesen, die dem Körper in Zukunft mehr schaden als nützen können.
Schule des Immunsystems
Wie das Immunsystem sich bildet, damit befasst sich die junge Disziplin der Entwicklungsimmunologie. Die entsprechende Abteilung am Biozentrum Innsbruck leitet seit Anfang 2007 Andreas Villunger, 1967 in Innsbruck geboren, 2003 mit dem Start-Preis, der höchsten österreichischen Auszeichnung für Nachwuchswissenschaftler, ausgezeichnet.
„Bei den Lernprozessen, die das Immunsystem durchmacht, ist Apoptose wichtig“, erklärt Villunger: „Alle T-Zellen (Zellen des Immunsystems, die fremde Stoffe erkennen und die Immunabwehr starten), die auf körpereigene Proteine, DNA oder RNA, reagieren, müssen eliminiert werden.“
Die Entwicklung des Immunsystems spielt sich großteils im Thymus ab: In dieser Drüse, die nach der Pubertät ihren Betrieb weitgehend einstellt, lernt es, Selbst und Nicht-Selbst zu unterscheiden. Die im Knochenmark gebildeten T-Zellen wandern über das Blut in den Thymus. Und 90Prozent davon kommen nicht mehr heraus.
Das Maschenwerk des Thymus präsentiert den Zellen körpereigene Proteine – wahrscheinlich alle (grob geschätzt: 30.000), auch die, die erst nach der Pubertät produziert werden. Die Bindungsstärke zu diesen Proteinen entscheidet, ob die T-Zelle weiterreifen darf oder absterben muss: Übersteigt sie ein bestimmtes Maß, dann wird die Zelle in die Apoptose getrieben. Diese Selektion ist wichtig, damit in Zukunft keine T-Zelle auf körpereigene Proteine reagiert und damit einen Fehlalarm des Immunsystems auslöst, der in Entzündungen und Autoimmunkrankheiten münden kann.
BIM und PUMA vermitteln
Wie wird der Zelltod ausgelöst? Mit Hilfe eines Proteins namens BIM („Bcl-2-interagierender Medi- ator“), das an ein anderes Protein (Bcl-2) bindet, das die Apoptose hemmt. So wird die Hemmung gehemmt, was einer Aktivierung gleichkommt. Mäuse, denen BIM fehlt, bekommen eine Autoimmunkrankheit, die dem Lupus beim Menschen ähnelt.
Auch später im Leben aktiviert BIM die Apoptose: bei der Regulierung der Immunantwort im Lymphknoten oder im betroffenen Gewebe. Nachdem z.B. ein Angriff eines Virus abgewehrt worden ist, bleibt ein Heer von T-Zellen übrig, das nun nichts zu tun hat. Diese Zellen müssen jetzt eliminiert werden – bis auf einen Rest von „Gedächtniszellen“ für eine etwaige zukünftige Attacke des Virus. Bei dieser Elimination kommt BIM zum Einsatz, assistiert von einem ganz ähnlichen Protein: PUMA („p53-upregulated mediator of apoptosis“), das, wie sein Name sagt, auch ausführendes Organ eines zentralen Regulators ist: des p53, oft als „Wächter des Genoms“ bezeichnet und in der Tumorabwehr ganz wichtig.
Diese Rolle von PUMA, genauso wie das Zusammenspiel von BIM und PUMA, wurde in (in hochrangigen Zeitschriften wie Science publizierten) Arbeiten der Innsbrucker belegt.Es bleibt einiges offen: etwa, wie der Weg von der Erkennung „falsch reagierender“ T-Zellen zur Aktivierung von BIM aussieht. Und auch im FWF-Forschungsbereich „Zellproliferation und Zelltod in Tumoren“ ist noch genug zu tun, bis man hoffen kann, mit diesem Wissen neue Krebs-Therapeutika zu finden.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 04.07.2007)