Erhöhung wichtiger Nährstoffwerte stärkt die Immunantwort auf Krebs

Das adaptive Immunsystem - eine strategische Verteidigungslinie gegen Krebs

Das adaptive Immunsystem, auch erworbene Immunität genannt, nutzt spezifische Antigene, um eine strategische Immunantwort auszulösen. Es unterscheidet sich damit vom angeborenen Immunsystem, das auf Basis von allgemein identifizierbaren Bedrohungen agiert. Die adaptive Immunität wird durch den Erstkontakt mit z.B. Krebszellen aktiviert und nutzt das immunologische Gedächtnis, um über die Bedrohung zu lernen und dementsprechend zu reagieren.

Leider können sich einige Krebszellen der körpereigenen Immunantwort entziehen, insbesondere vor den krebsvernichtenden T-Zellen. Die genauen Mechanismen dahinter sind noch weitestgehend unerforscht. Bekannt ist allerdings, dass dendritische Zellen (DCs), ein einzigartiges Zellensystem, T-Zellen "aktivieren" und sie somit zur Krebsbekämpfung vorbereiten.

Glutamin: Ein wesentlicher Nährstoff zur Immunreaktion

Das St. Jude Children’s Research Hospital hat in neuen Untersuchungen eingehend analysiert, wie Krebszellen und DCs interagieren und dabei entdeckt, dass Glutamin, ein grundlegender, energieproduzierender Nährstoff, eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der immunbasierten Tumorentfernung spielt.

Glutamin übernimmt im Körper viele Funktionen, eine der wichtigsten ist jedoch die Energieversorgung der Immunzellen. Es wird von diesen Zellen und schnellteilenden Zellen wie den Krebszellen in hohen Mengen verbraucht.

In der Studie stellten die Forscher fest, dass im Mikromilieu des Tumors Immunzellen und Krebszellen um das Glutamin konkurrieren. Wenn das Glutamin durch die Krebszellen monopolisiert wird, steht weniger für die DCs zur Verfügung, was zur Folge haben kann, dass sie nicht genügend Energie haben, um T-Zellen zur Bekämpfung des Tumors zu mobilisieren.

"Es entsteht eine Art Nährstoff-Zweikampf zwischen den Tumorzellen und den Immunzellen," erläutert Hongbo Chi, Hauptautor der Studie. "Wenn die Tumorzellen das gesamte verfügbare Glutamin verbrauchen, dann entziehen sie den dendritischen Zellen das Glutamin und schwächen dadurch die Anti-Tumor-Immunfunktion. Doch für den Fall, dass wir genügend Glutamin im Tumormikromilieu bereitstellen, wird das Tumorwachstum gehemmt, da die dendritischen Zellen dies nutzen und die adaptive Immunantwort aktivieren."

Die Rolle von Glutamin bei der Aktivierung von T-Zellen

Supplementierung von Glutamin in das Tumormikromilieu verbesserte die Fähigkeit der DCs, T-Zellen zu aktivieren, und reduzierte das Tumorwachstum erheblich. Dies ist die erste Studie, die einen Nährstoff als Hauptsignal zwischen Krebszellen und DCs im Tumormikromilieu identifiziert hat.

"T-Zellen sind zwar das Fundament der Anti-Krebs-Immunität, doch sie können diese Aufgabe nicht alleine bewältigen," betont Chi. "Die dendritischen Zellen sind eine Art Fahrer und die T-Zellen das Auto. Ohne Fahrer bewegt sich das Auto nicht. Nährstoffe wie Glutamin fungieren dabei als Führerschein des Fahrers."

Potential für verbesserte Krebstherapie

Die Forscher sind überzeugt, dass ihre Entdeckung die bestehenden Krebstherapien verbessern könnte.

"Wir freuen uns sehr, den Zusammenhang zwischen Glutamin, therapeutischer Wirksamkeit und dendritischen Zellen hergestellt zu haben," sagt Chuansheng Guo, Erstautor der Studie. "Es ist entscheidend für die Effizienz von Immuncheckpoint-Hemmern und adaptiver Zelltransfertherapie."

Das Immunsystem unterscheidet zwischen normalen und Krebszellen durch 'Checkpoint'-Proteine auf den Immunzellen. Diese Checkpoints agieren wie ein Schalter, der zur Aktivierung der Immunantwort betätigt werden muss. Krebszellen können Checkpoints nutzen, um trügerische Signale zu senden und den T-Zellen weiszumachen, dass sie nicht schädlich sind.

Die in der Studie entdeckten Proteine, FLCN und SLC38A2, nehmen Glutamin in DCs auf und reagieren darauf. Wenn sie entfernt werden, wird der Anti-Tumor-Effekt des Glutamin-Ergänzungsmittels eliminiert. Diese Proteine könnten somit potenzielle Ziele für Medikamente sein.

"Diese Arbeit beweist, dass Nährstoffe in Synergie mit Checkpointhemmern für die Tumorbehandlung eingesetzt werden könnten - ein neuer Ansatz für die Kombinationstherapie," sagt Chi abschließend.