Live aus dem Lymphknoten: GBF-Forscher filmen Immunzellen in Aktion

Ein Blick mit dem Mikroskop direkt in einen funktionierenden Lymphknoten ist jetzt Wissenschaftlern der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig (GBF) gelungen. „Wir sind die ersten in Europa, die solche Aufnahmen gemacht haben“, erklärt der GBF-Forscher Dr. Matthias Gunzer. Die Erkenntnisse, die sie bei der Beobachtung von Immunzellen im lebenden Körper gewonnen haben, beschreiben Gunzer und seine Arbeitsgruppe in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Blood. Von der detaillierten Untersuchung der Vorgänge im Lymphknoten erhoffen sich die Forscher ein tieferes Verständnis der Funktion des Immunsystems. Gunzer: „Wenn wir wissen, wie das Immunsystem im gesunden Organismus arbeitet, dann können wir auch herausfinden, was bei Erkrankungen der körpereigenen Abwehr – etwa Allergien, Autoimmunkrankheiten oder AIDS – anders abläuft. Das kann der Medizin unter Umständen Ansatzpunkte für neue Therapien liefern.“

Wenn ein Erreger in den menschlichen Körper eindringt, schickt das Immunsystem spezialisierte Abwehrzellen ins Gefecht, die den Gegner mit Antikörpern bekämpfen oder infizierte Körperzellen abtöten. Damit diese Immunabwehrzellen wissen, gegen was genau sie vorgehen sollen, müssen sie die äußeren Merkmale des Erregers erst kennen lernen. Dafür sorgen so genannte Antigen-präsentierende Zellen, kurz APC: Sie sammeln Bestandteile der eingedrungenen Bakterien oder Viren auf und „zeigen“ sie den Abwehrzellen wie ein Fahndungsfoto, damit diese gegen den Erreger mobil machen können. Diese Vorgänge spielen sich im Lymphknoten ab; bislang konnte man sie nur im Reagenzglas nachstellen.

Als Matthias Gunzer und sein Team die Arbeit der APC und ihre Kontakte mit den Immunzellen direkt im Lymphknoten beobachteten, konnten sie gleich eine gängige Grundthese der Immunologie revidieren. „Bislang dachte man, dass die Kontakte zwischen APC und Immunzellen sehr lang und intensiv sein müssen, damit die Immunzellen richtig aktiviert werden“, erklärt Gunzer. „Wir haben herausgefunden, dass es auch sehr kurze, fast flüchtige Kontakte gibt, die trotzdem dazu führen, dass die Immunzellen den richtigen Erreger-Bestandteil erkennen. Ob der Kontakt Sekunden oder Stunden dauert, hängt stark vom Typ der APC ab, die dabei aktiviert wird.“

Intensiv-OP und Hightech-Mikroskope

Weil man solche Untersuchungen noch nicht unmittelbar am Menschen machen kann, richteten die GBF-Wissenschaftler die Linse ihres Mikroskops auf den Lymphknoten einer Maus. „Für diesen Zweck ist eine regelrechte Intensivmedizin für Mäuse entwickelt worden“, erklärt Gunzer. „Die Tiere werden dazu in Narkose versetzt und beatmet – genau wie man es bei Menschen während einer Operation macht.“ Weil die Lymphknoten direkt unter der Haut liegen, benötigt man dann nur einen einfachen Schnitt, um sie freilegen und untersuchen zu können.

Nicht nur die medizinischen Methoden, auch die Mikroskope müssen dazu der neuesten Technologie entsprechen. Nur mit Konfokal- oder mit Zweiphotonen-Mikroskopen – beides aufwändige optische Spezialvorrichtungen – kann man tief ins Körpergewebe blicken, ohne es zu zerstören.

Die Expertise für solche Untersuchungen ist ausgesprochen selten, sagt Gunzer: „Außer uns haben nur zwei Forschergruppen in den USA ähnliche Untersuchungen gemacht und beschrieben.“