Ungewöhnliche T-Zellen an schweren Verläufen beteiligt

Gestörte Kontrollmechanismen und ein übersteigertes Immunsystems können zu schweren Krankheitsverläufen von Covid-19 führen. Eine entscheidende Rolle könnte dabei die Bildung CD16-positiver zytotoxischer T-Zellen spielen, wie eine aktuelle Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), der Charité sowie der Universitätskliniken in Bonn und Aachen zeigen. Eine Publikation zu ihren Forschungsergebnissen wurde zur Veröffentlichung im Fachjournal »Cell« angenommen

Das Forscherteam analysierte mithilfe von Einzelzellanalysen Blutproben von an Covid-19 Erkrankten mit mildem und schwerem Verlauf, Blut von gesunden Personen sowie an anderen Virusinfektionen erkrankten Patientinnen und Patienten. Dabei entdeckte es bei Covid-19-Patientinnen und -Patienten mit schwerem Verlauf zytotoxische T-Zellen, die auf ihrer Oberfläche das Oberflächenantigen CD16 aufwiesen. Das Eiweißmolekül CD16 gehört zu einem Subtyp von Membranrezeptoren, die an virusbefallene Zellen gebundene Antikörper erkennen. Auf diesen Kontakt hin schütten Immunzellen zersetzende Enzyme aus und die erkrankte Zelle geht zugrunde.

»Das hat uns Immunologen erstaunt«, berichtet Seniorautorin Professor Dr. Birgit Sawitzki in einer Pressemitteilung des BIH, »denn CD16 erwartet man eigentlich auf Zellen des angeborenen Immunsystems, wie Natürlichen Killerzellen oder Monozyten, aber nicht auf T-Zellen, die zum erworbenen, also spezifischen Immunsystem gehören.« CD16 hilft den Zellen des angeborenen Immunsystems dabei, virusbefallene Körperzellen zu erkennen und abzutöten.

T-Zellen besitzen dagegen einen eigenen T-Zell-Rezeptor, der es ihnen ermöglicht, entartete Zellen zu erkennen. Sie benötigen die Hilfe von CD16 eigentlich nicht. »Eine zusätzliche Aktivierung durch CD16, unabhängig vom T-Zell-Rezeptor, kann die zerstörerische Funktion der T-Zellen deutlich steigern«, sagt Sawitzki. Die CD16-Expression auf den T-Zellen führt zu einer T-Zell-Rezeptor-unabhängigen Ausschüttung zytotoxischer Substanzen aus Immunzellen. Dies schädigt die Endothelzellen der Gefäße, führt dadurch zu einer weiteren Freisetzung von Entzündungsmediatoren wie Neutrophile und Monozyten, die die Entzündung weiter anheizen.

Sawitzki betont: »Das ist gefährlich, denn die T-Zellen haben eigentlich einen Sicherheitsmechanismus eingebaut: Mit ihrem T-Zell-Rezeptor erkennen sie fremde Eiweißbausteine, ihre Aktivität richtet sich daher nur gegen befallene oder veränderte Körperzellen. Die Aktivierung über CD16 setzt diesen Sicherheitsmechanismus außer Kraft, und so können auch nicht infizierte Gefäßzellen angegriffen werden.«

Zum Opfer fallen diesen aggressiven T-Zellen bei Covid-19 etwa Endothelzellen der Lungengefäße: Im Lungengewebe von Verstorbenen ließen sich CD-16-positive T-Zellen nachweisen. Bei Personen mit anderen Viruserkrankungen konnten diese spezifischen T-Zellen bisher nicht nachgewiesen werden.

Ein möglicher Auslöser für die Bildung CD16-positiver T-Zellen könnte das Komplementsystem sein, ein Teil des angeborenen Immunsystems. »Wir haben herausgefunden, dass bestimmte Komponenten dieses Systems vermehrt in Patienten mit schwerem Verlauf von Covid-19 gebildet werden und zur Entstehung der CD16-positiven T-Zellen beitragen. Hier scheinen wir einen neuen, wichtigen Zusammenhang aufgedeckt zu haben«, vermutet Sawitzki.

Konkret geht es um das aktivierte Protein C3a, das bei einem schweren Covid-19-Verlauf vermehrt gebildet wird und die Bildung CD16-positiver T-Zellen induziert. »Sollte sich dieser Zusammenhang bestätigen, könnte die Hemmung des Komplementsystems möglicherweise dazu beitragen, schwere Verläufe zu minimieren«, so Sawitzki. Um diese Erkenntnisse für neue Therapieoptionen nutzen zu können, stehen jedoch weitere Studien aus.