Antioxidativer Stoffwechsel erweist sich als entscheidend für die Funktion natürlicher Killerzellen

Neue Studie des Luxembourg Institute of Health zeigt, wie Glutathion Immunreaktionen gegen Infektionen und Krebs unterstützt

• Labor für Experimentelle und Molekulare Immunologie
• Abteilung für Infektion und Immunität

Eine neue Studie, veröffentlicht in Cell Reports, zeigt, wie der antioxidative Stoffwechsel die Aktivität natürlicher Killerzellen reguliert, einer wesentlichen Komponente der körpereigenen Immunabwehr gegen Virusinfektionen und Krebs. Forschende des Luxembourg Institute of Health haben gezeigt, dass das Antioxidans Glutathion entscheidend dafür ist, die metabolische Leistungsfähigkeit und die antitumorale Aktivität dieser Immunzellen aufrechtzuerhalten, insbesondere um die Ausbreitung von Krebs in entfernte Organe zu verhindern.

Die Gruppe Experimental and Molecular Immunology am Luxembourg Institute of Health (LIH), geleitet von Prof Dirk Brenner, führte die Studie durch. Sie wurde von den LIH-Forschenden Dr Luana Guerra, Dr Melanie Grusdat und Dr Takumi Kobayashi im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit Partnern am University Hospital Essen in Deutschland sowie an der Aix-Marseille University und bei INSERM in Frankreich durchgeführt.

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind Immunzellen, die eine zentrale Rolle in der frühen Abwehr des Körpers gegen infizierte oder maligne Zellen spielen. Ihre Fähigkeit, Bedrohungen schnell zu erkennen und zu eliminieren, macht sie zu einem wichtigen Fokus der Immunologie und Krebsforschung. Allerdings sind die metabolischen Prozesse, die ihre Aktivität regulieren, bislang nur teilweise verstanden.

In der Studie untersuchten die Forschenden die Rolle von Glutathion, einem der wichtigsten Antioxidantien im Körper. Antioxidantien schützen Zellen vor oxidativem Stress, einem schädlichen Prozess, der durch die Anreicherung reaktiver Sauerstoffspezies verursacht wird. Das Team entdeckte, dass Glutathion für die Aktivierung und Funktion von NK-Zellen unerlässlich ist. Wenn NK-Zellen ihre Fähigkeit verlieren, Glutathion zu produzieren, erleben sie erhöhten oxidativen Stress und zeigen eine beeinträchtigte Aktivität. Dadurch wird ihre Fähigkeit, wirksame Immunreaktionen auszulösen, deutlich reduziert.

Die Forschenden stellten außerdem fest, dass die Folgen eines Glutathionverlusts vom Krankheitskontext abhängen. Während NK-Zellen ohne Glutathion weiterhin in der Lage waren, das Wachstum solider Tumoren zu kontrollieren, waren sie deutlich weniger effektiv darin, die Ausbreitung von Tumorzellen in die Lunge zu verhindern. Dies deutet darauf hin, dass der antioxidative Stoffwechsel eine besonders wichtige Rolle bei der Hemmung von Metastasen spielt.

„Immunzellen müssen ihren Stoffwechsel sorgfältig ausbalancieren, um effektiv zu funktionieren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Glutathion ein entscheidender Faktor ist, der es natürlichen Killerzellen ermöglicht, dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und die Ausbreitung von Krebszellen zu kontrollieren“, sagte Prof Dirk Brenner, leitender Autor und Leiter der Gruppe Experimental and Molecular Immunology am LIH.