Freiburger Forscher weisen die Entstehung des Thymus aus einer gemeinsamen Vorläuferzelle des Thymusepithels nach

In der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature berichten Wissenschaftler des Max-Planck Institutes für Immunbiologie und der Universität Freiburg über neue Forschungsergebnisse zu der Entstehung des Thymus, einem unter dem Brustbein liegenden Organ bei der Maus wie beim Menschen, das für die Entwicklung der „Thymus-abhängigen Lymphozyten“, den so genannten „T-Zellen“ des Immunsystems von entscheidender Bedeutung ist.

Das Thymusepithel, die Oberflächen bedeckende Zellschicht, bringt den T-Zellen bei, „selbst“, das heißt gesunde körpereigene Zellen, von „fremd“, das heißt virusinfizierten körpereigenen Zellen oder Tumorzellen zu unterscheiden. In der Medizin ist diese Unterscheidung von „selbst“ und „fremd“ wichtig bei der Organtransplantation: T-Zellen führen zur Abstoßung von fremden Geweben, wenn die Transplantationsantigene („HLA-Antigene“) des Spenders und des Empfängers nicht übereinstimmen. Schon im Jahre 1994 zeigte die Arbeitsgruppe von Thomas Boehm, damals noch an der Universität Freiburg, dass die „Nacktmaus“ eine primäre Mutation im Foxn1-Gen hat; was zu einem Fehlen des Thymusepithels und einer schweren Immundefizienz führt. Diese Nacktmäuse zeigen keine Abstoßungsreaktionen bei Hauttransplantaten.

Im normalen Thymus findet man Thymusepithelzellen (TECs) in der Rinde, dem so genannten Kortex und im Mark, der Medulla. Kortikale Thymusepithelzellen haben im Immunsystem die Aufgabe der „positiven Selektion“. Sie sind dafür verantwortlich, dass alle T-Lymphozyten, die den Thymus verlassen, körpereigenes Gewebe erkennen. Medulläre TECs spielen dagegen eine Rolle bei der „negativen“ Selektion, das heißt. T-Zellen, die eine zu starke Reaktion mit körpereigenem Gewebe haben („autoreaktive T-Zellen“), werden eliminiert. Es wurde lange kontrovers diskutiert, ob diese zwei morphologisch und funktionell unterschiedlichen Typen von Thymusepithelzellen von einer gemeinsamen Vorläuferzelle abstammen und ob solche gemeinsamen Vorläuferzellen nach der Geburt im Thymus noch vorhanden sind.

Die Arbeitsgruppe von Thomas Boehm, jetzt am Max-Planck Institut für Immunbiologie in Freiburg, konnte nun beide Fragen beantworten. In einzelnen Thymusepithelzellen einer lebenden Maus mit der Nacktmaus-Mutation wurde ein mutierter Foxn1-Genort in die normale Form, den „Wildtyp“, zurückverwandelt. Diese einzelnen „geretteten“ TECs führten zur Ausbildung intakter Thymus-Läppchen, die sowohl kortikale als auch medullären Anteile enthielten. In Zusammenarbeit mit Paul Fisch, Leiter der Molekularen Pathologie des Pathologischen Instituts am Universitätsklinikum Freiburg, konnten die Wissenschaftler zeigen, dass diese T-Zellen, die sich in diesen Läppchen entwickelten, funktionell und molekulargenetisch normalen T-Zellen entsprachen.

Die statistischen Analysen wurden von Jürgen Schulte Mönting, Institut für Medizinische Biometrie und Informatik der Universität Freiburg, durchgeführt. Diese Arbeiten könnten die Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungskonzepte bei Autoimmunerkrankungen darstellen mit dem Ziel, durch eine gesteuerte genetische Veränderung der epithelialen Vorläuferzellen eine Verbesserung der Selbsttoleranz des Organismus zu erreichen.

Kontakt:
Prof. Dr. Paul Fisch
Pathologisches Institut
Universitätsklinikum Freiburg
Breisacher Straße 115
Tel.: 0761-270 8065