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Ein internationales Team unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt hat einen innerzellulären Sensor identifiziert, der die Qualität sogenannter MHC-I-Moleküle überwacht.
Sie helfen dem Immunsystem, kranke Zellen zu erkennen und abzutöten: MHC-I-Moleküle. Ein internationales Team unter Leitung der Goethe-Universität Frankfurt hat nun ihren innerzellulären „Qualitätssensor“ identifiziert. Der Sensor sorgt dafür, dass defekte MHC-I-Moleküle im Zellinneren verbleiben und schließlich abgebaut werden. Überraschenderweise kann ein Fehlen dieser Qualitätssicherung dazu führen, dass mehr MHC-I-Moleküle an die Oberfläche von Krebszellen gelangen und so eine stärkere Immunantwort gegen den Tumor ausgelöst wird.
„Wir haben in unserer Studie nach noch unbekannten Rezeptoren gesucht und sind dabei auf ein Protein namens IRGQ gestoßen“, sagt Dr. Lina Herhaus, die bis vor kurzem zu diesem Thema am Institut für Biochemie II der Goethe-Universität geforscht hat und nun die Leitung einer eigenen Gruppe am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig übernommen hat. „Es ist spezifisch für die Qualitätskontrolle der MHC-I-Funkmasten verantwortlich.“
Die Forscher haben durch einen genetischen Eingriff die Produktion von IRGQ unterbunden. In der Folge häuften sich in den Versuchszellen defekte „Funkmasten“ an. Diese wurden zudem zum Teil in die Zellmembran eingebaut, zusammen mit ihren funktionsfähigen Pendants. „Eigentlich würde man erwarten, dass Zellen ohne IRGQ eine schwächere Immunantwort auslösen – doch dem ist offenbar nicht so: Wir haben verschiedene humane Tumoren analysiert und festgestellt, dass weniger IRGQ mit einer besseren Überlebens-Rate von Patienten mit Leberkrebs assoziiert war“, erklärt Prof. Ivan Đikić vom Institut für Biochemie II, der gemeinsam mit Herhaus die Studie geleitet hat. Die Daten aus den Patienten ließen sich auch in einem experimentellen Leberkrebs-Mausmodell bestätigen: In Tieren ohne IRGQ attackierte das Immunsystem die Tumorzellen deutlich heftiger als normalerweise. Die entsprechenden Nager überlebten den Krebs daher bedeutend länger.
Zumindest für Leberzellkarzinome – die Krebserkrankung, die weltweit am zweitmeisten Todesopfer fordert – könnte IRGQ demnach eine Zielstruktur für neue Medikamente darstellen. „Fest steht, dass wir hier einen neuen Mechanismus gefunden haben, wie Tumorzellen dem Immunsystem entgehen können. In weiterführenden Studien werden wir nun den Einfluss von IRGQ auf andere Krebsarten überprüfen“, betont Đikić. „Unsere Erkenntnisse könnten künftig genutzt werden, um neue Therapien gegen Leberkrebs zu entwickeln. Beispielsweise könnten wir IRGQ medikamentös abbauen und dadurch die Immunreaktion gegen den Krebs stimulieren.“
Unabhängig davon ist der entdeckte Mechanismus auch für die Grundlagenforschung von großem Interesse. „Wir wollen nun herausfinden, wie wichtig IRGQ ganz allgemein für die Funktion des Immunsystems ist, beispielsweise auch bei Virusinfektionen“, sagt Herhaus. „Die Ergebnisse unserer Studie werfen eine ganze Reihe interessanter Fragen auf, deren Antworten unser Verständnis der körpereigenen Immunabwehr vertiefen können.“
