Neue Methode zur Identifikation von Serienkillern unter den Natürlichen Killerzellen
Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind ein wichtiger Teil unseres Immunsystems: Sie erkennen und zerstören virusinfizierte oder entartete Zellen – also auch Tumorzellen. Unter den NK-Zellen gibt es sogenannten „Serienkiller“. Diese speziellen Natürlichen Killerzellen können mehrere erkrankte Zellen nacheinander eliminieren. Aus immunologischer Sicht, aber auch im Kontext von Tumorimmuntherapien, sind diese Zellen von besonderem Interesse. Doch bislang war es schwer, diese leistungsstarken Immunzellen gezielt zu identifizieren und vorherzusagen, welche Natürliche Killerzellen zum Serienkiller werden.
Jens Niemann aus dem Forschungsteam um Carsten Watzl vom Leibniz-Institut für Arbeitsforschung (IfADo) hat eine neue Methode entwickelt, um potentielle Serienkiller NK-Zellen zu erkennen. Bisher wurden die NK Zellen mikroskopisch beim Abtöten von Tumorzellen beobachtet und die Serienkiller mühsam gezählt. Das neu entwickelte Vorgehen setzt auf Durchflusszytometrie und gefärbte Antikörper.
Bei jedem Angriff setzen NK-Zellen, in einem Prozess, der sich Degranulation nennt, Stoffe frei, die den Tod der Zielzelle herbeiführen. Dass eine NK-Zelle degranuliert hat, lässt sich durch ein Oberflächenprotein namens CD107a nachweisen. Durch die serielle Färbung von CD107a mit Antikörpern können die Forschenden nun messen, wie oft eine NK-Zelle in kurzer Zeit aktiv war. Drei unterschiedlich gefärbte CD107a-Antikörper werden verwendet und dadurch, wie viele und welche der drei Farbstoffe auf der NK-Zelle gemessen werden können, wissen die Forschenden wie oft und wann im Experiment die NK-Zellen degranuliert haben. Auf diese Weise werden die potentiellen Serienkiller sichtbar gemacht. Mit mikroskopischen Methoden wäre eine Identifikation und Zählung mit wesentlich mehr Aufwand verbunden. Daher setzt das neue Verfahren auf Durchflusszytometrie und erhöht dadurch Geschwindigkeit und Durchsatz.
In ersten Tests mit Blutproben von gesunden Spendern fanden die Forschenden klare Unterschiede in der Aktivität der NK-Zellen zwischen den Spendern – bei einigen Personen hatten bis zu 20 % der Zellen mehrfach degranuliert. Ebenso lassen sich Unterschiede innerhalb der NK-Zell-Populationen der jeweiligen Spender finden – diese Untergruppen von NK-Zellen können wesentlich besser im Durchflusszytometer als im Mikroskop analysiert werden. Solche Detailanalysen können mit dem neuen Verfahren hoffentlich schneller durchgeführt werden und dadurch einen wichtigen Schritt für die Entwicklung verbesserter Immuntherapien, etwa bei Krebs, leisten.