Natürliche Killerzellen

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Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind Zellen des angeborenen Immunsystems und stammen mit den B- und T-Lymphozyten aus gemeinsamen Vorläuferzellen des Knochenmarks. Sie machen etwa 15% der im Blut zirkulierenden Lymphozyten aus. Natürliche Killerzellen sind den T-Lymphozyten morphologisch ähnlich, jedoch geringfügig größer und im Zytoplasma granuliert. Ihre Granula enthalten Enzyme, die andere Zellen zerstören können. NK-Zellen können im Gegensatz zu T-Lymphozyten keine Antigene erkennen; Antigen-spezifische Rezeptoren fehlen auf ihrer Oberfläche.

Die Funktion der NK-Zellen besteht hautsächlich darin, infizierte und tumoröse Zellen zu zerstören (lysieren) und damit unschädlich zu machen. Immunhistochemisch sind sie durch den Marker CD56 charakterisiert.; der Oberflächenmarker CD3 fehlt dagegen (Typisierung: CD56+, CD3-).

  • NK-Zellen, die viel CD56 tragen („CD56 bright“), produzieren überwiegend Zytokine, die zur Infektionsabwehr und Immunantwort beitragen, wie Interferon-γ (IFN-γ) und TNF-α.
  • NK-Zellen, die wenig CD56 tragen („CD56 dim“) wirken mehr zytotoxisch und exprimieren mehr immunglobulinartige Rezeptoren und CD16. 1)Front Immunol. 2020 Feb 13;11:167. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00167. PMID: 32117298; PMCID: … Continue reading

NK-Zellen erkennen auf anderen Zellen des Körpers den dort vorhandenen MHC-I-Komplex. Diese Moleküle sind dafür verantwortlich, solche Zellen als körpereigen zu erkennen und vor dem Angriff des eigenen Immunsystems zu schützen.2)J Leukoc Biol. 2019 Jun;105(6):1243-1251. doi: 10.1002/JLB.MR0718-300R. Epub 2019 Jan 15. PMID: … Continue reading

NK-Zellen sind auch für die Antigen-Präsentation von Lymphozyten und Makrophagen und damit für die Auslösung einer spezifischen Immunantwort des Körpers durch Bildung von Antikörpern verantwortlich. So besteht auch eine Verbindung dieses Zelltyps zum adaptiven Immunsystem. 3)Front Immunol. 2020 Feb 13;11:167. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00167. PMID: 32117298; PMCID: … Continue reading

Einige Viren haben eine Methode entwickelt, dem Immunangriff des Körpers zu entgehen. Sie unterdrücken die Bildung der MHC-Klasse-I-Moleküle. In solche Fällen sinkt auch die Hemmung der NK-Zellen durch MHC-I, so dass sie unspezifisch an die virusbefallenen Zellen andocken und deren Selbstzerstörung durch Apoptose veranlassen.

Eine Aktivierung der NK-Zellen erfolgt über verschiedene Zytokine, wie vor allem durch IL-12 und IL-18.

NK-Zell-Rezeptoren

Auf der Oberfläche von NK-Zellen befinden sich aktivierende und hemmende Rezeptoren. Aktivierende Rezeptoren führen dazu, dass NK-Zellen eine toxische Wirkung auf andere Zellen entfalten und ihre Apoptose auslösen. Hemmende Rezeptoren, die spezifisch auf MHC-I reagieren, regulieren die zytotoxische und immunstimulatorische Wirkung der NK-Zellen. Die Hemmwirkung über den MHC-I-Rezeptor verhindert die Destruktion der körpereigenen Zellen, speziell auch der hämatopoetischen Zellen, durch NK-Zellen (Konzept des „missing self“). Die hemmenden Rezeptoren stellen eine Familie mit 3 unterscheidbaren Rezeptoren dar (KIRs (killer cell immunoglobulin-like receptors), LIRs (Leukocyte immunoglobin-like receptors) und NKG2A (natural killer group 2 A).) 4)Front Immunol. 2020 Feb 13;11:167. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00167. PMID: 32117298; PMCID: … Continue reading

NK-Zellen und Tumore

NK-Zellen werden in der Krebstherapie interessant. Tumoren können dem Angriff der Natürlichen Killerzellen entgehen, indem sie sich eine immunsuppressive Mikroumgebung (immune-suppressive tumor microenvironment) schaffen.

Eine Rolle bei der Unterscheidung zwischen gesunden und tumorös entarteten Zellen spielt offenbar, dass die auf gesunden Körperzellen vorkommenden Klasse-I-MHC-Moleküle die Aktivität der natürlichen Killerzellen hemmen. Bestimmte Tumorzellen jedoch besitzen diese Oberflächenmarker nicht mehr oder nicht in ausreichender Dichte; sie können daher von den NK-Zellen erfasst und aufgelöst (lysiert) werden. 5)Nature (2002) 419(6908):734–8 DOI: 10.1038/nature01112

Wenn es gelingt, NK-Zellen in den Tumor einzuschleusen und die Tumorzellen zu zerstören, wäre ein wesentlicher therapeutischer Fortschritt zu erwarten – so die Überlegungen.  Inzwischen haben experimentelle Studien gezeigt, dass NK-Zellen die Aussaat von Metastasen verhindern können. Einen wirkungsvollen Ansatz stellen Immun-Checkpoint-Hemmer dar. 6)Front. Immunol., 31 May 2017 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00631

NK-Zellen können jedoch auch Ausgangspunkt eines Malignoms werden. Wie die anderen Lymphozytentypen können sich NK-Zellen unkontrolliert zu teilen beginnen; es entwickelt sich das sehr seltene NK/T-cell-Lymphom bzw. die natural-killer-cell-Leukämie (ANKL); die Lymphomzellen sind CD2(+), CD3?(+) und CD56(+). Das NK-Zellneoplasma ist in der Regel mit einer EBV-Infektion assoziiert. Es hat eine schlechte Prognose mit nur wenige Monate umfassender Überlebenszeit. Die Chemotherapie basiert meist auf L-Asparaginase. Bei einigen Patienten kann eine autologe oder allogene hämatopoetische Stammzell-Transplantation indiziert sein. 7)Expert Rev Hematol. 2010 Oct;3(5):593-602


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Verweise

 


Autor der Seite ist Prof. Dr. Hans-Peter Buscher (siehe Impressum).


Literatur

Literatur
1, 3, 4 Front Immunol. 2020 Feb 13;11:167. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00167. PMID: 32117298; PMCID: PMC7031489.
2 J Leukoc Biol. 2019 Jun;105(6):1243-1251. doi: 10.1002/JLB.MR0718-300R. Epub 2019 Jan 15. PMID: 30645023.
5 Nature (2002) 419(6908):734–8 DOI: 10.1038/nature01112
6 Front. Immunol., 31 May 2017 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00631
7 Expert Rev Hematol. 2010 Oct;3(5):593-602