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Neue Funktion eines altbekannten Botenstoffs

26.08.2013
ETH-Assistenzprofessorin Cornelia Halin und ihre Kollegen haben eine neue Funktion des körpereigenen Botenstoffs Interleukin-7 entdeckt: Er begünstigt das Abfliessen von Lymphflüssigkeit im Körpergewebe. Die Forschenden möchten nun untersuchen, ob man mit dem Botenstoff Lymphödemen vorbeugen kann.

Das Molekül heisst Interleukin-7 (IL-7) und ist ein bedeutender körpereigener Botenstoff. Es sorgt unter anderem dafür, dass in unserem Blut genügend T-Zellen für die Immunabwehr zugegen sind. Forschende der ETH Zürich haben nun gezeigt, dass IL-7 eine weitere wichtige Funktion hat:

Es ermöglicht, dass im Körpergewebe Flüssigkeit über die Lymphgefässe abgeführt und später in den Blutkreislauf eingespeist wird. Diese Erkenntnis könnte in Zukunft jenen Patienten helfen, deren sogenannte Lymphdrainage nicht richtig funktioniert und bei denen sich deswegen Flüssigkeit im Gewebe ansammelt und dieses anschwellen lässt.

Die Veranlagung zu solchen Flüssigkeitsansammlungen (Ödemen) ist einerseits vererbbar, andererseits kommen solche Schwellungen häufig nach Tumoroperationen vor. Denn bei der chirurgischen Entfernung von Krebsgeschwüren werden den Patienten oft auch Lymphknoten entnommen, weil sich darin Krebsableger befinden können. Das Lymphgewebe wird bei diesem Eingriff geschädigt. In der Folge kann Gewebeflüssigkeit oft nicht mehr richtig drainiert werden, was bei rund 20-30 Prozent der Patienten zu Lymphödemen führt.

Noch kein Medikament

Eine medikamentenöse Behandlung von Lymphödemen gibt es derzeit keine. Als Ausweg bleibt Ödempatienten, Kompressionsstrümpfe anzuziehen oder sich bei einem medizinischen Masseur regelmässig manuellen Lymphdrainagen zu unterziehen. «Mit IL-7 haben wir nun ein Molekül und einen Mechanismus entdeckt, der die Lymphdrainage fördert und sich daher potenziell für eine medikamentöse Lymphödem-Therapie eignen könnte», sagt Studienleiterin Cornelia Halin, Assistenzprofessorin für «Drug Discovery Technologies».

IL-7 wird unter anderem von Zellen in der Lymphgefässwand hergestellt. In diesen Zellen gibt es auch Rezeptoren, die den Botenstoff nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip spezifisch erkennen. «Auch wenn wir es in dieser Studie formell nicht bewiesen haben, so gehen wir doch davon aus, dass die Gefässwandzellen den Botenstoff herstellen, damit er in ihnen selbst seine Wirkung entfaltet», sagt Halin. IL-7 ist eines von ganz wenigen bis jetzt bekannten Molekülen mit einer lymphdrainierenden Wirkung. Vor einigen Jahren hatten andere Forscher entdeckt, dass sich auch der körpereigene Wachstumsfaktor VEGF-C dafür eignen könnte.

Im Tiermodell nachgewiesen

Die lymphdrainierende Wirkung von IL-7 zeigten Halin und ihre Mitarbeitenden bei Mäusen auf: In deren Ohrengewebe markierten sie Albumin, ein körpereigenes Eiweiss, mit einem blauen Farbstoff. Von Albumin ist bekannt, dass es nur über die Lymphgefässe aus dem Gewebe transportiert werden kann. Durch die Quantifizierung des im Gewebe verbleibenden Farbstoffs konnten die Forschenden schliessen, wie gut die Lymphdrainage in den Versuchstieren funktioniert.

Mit dieser Methode untersuchten sie einerseits Mäuse ohne funktionsfähigen Rezeptor für IL-7. Diese Mäuse konnten Flüssigkeit im Vergleich mit Mäusen mit dem Rezeptor nur halb so gut aus dem Gewebe drainieren. Andererseits beobachteten sie bei Mäusen mit erhöhter IL-7-Produktion eine deutlich gesteigerte Lymphdrainage. In einem dritten Experiment verabreichten sie unveränderten, gesunden Mäusen IL-7 und sahen, dass auch diese therapieartige Behandlung die Drainagefunktion erhöht.

Bereits in Patienten getestet

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler möchten nun weitere Versuche machen, so bei Mäusen, in denen das Lymphgewebe chirurgisch zerstört wurde, wie das bei Krebspatienten der Fall ist. Dabei möchten die Forschenden testen, ob die Gabe von IL-7 hilft, Lymphödemen vorzubeugen, und ob sich diese mit IL-7 behandeln lassen.

Langfristig geht es darum, das Potenzial eines Medikaments gegen Lymphödeme auf Basis von IL-7 auszuloten. IL-7-Therapien sind andernorts bereits in klinischer Erprobung, jedoch für unterschiedliche Anwendungen: Da IL-7 immunstimulierend wirkt und die Gabe von IL-7 die Zahl und Funktionsfähigkeit der T-Zellen erhöht, wird es zurzeit in Patienten mit Immunschwächekrankheiten wie HIV- oder Hepatitis-Infektionen oder nach Knochenmarktransplantationen getestet.

Literaturhinweis

Iolyeva M, Aebischer D et al.: Interleukin-7 is produced by afferent lymphatic vessels and supports lymphatic drainage. Blood, 2013, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1182/blood-2013-01-478073

Fabio Bergamin | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch

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