Darin besteht das Geheimnis der T-Zellen

Die T-Zellen sind bekannt als Killerzellen des Immunsystems, da sie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten abwehren. Doch was genau passiert dabei im Körper?

T-Zellen kommen in verschiedenen Arten im Körper vor. Damit sie fremde, potenziell gefährliche Stoffe und Erreger erkennen und bekämpfen können, werden sie trainiert, unter anderem in der Thymusdrüse. Passieren während des Lernprozesses Fehler, können Autoimmunerkrankungen die Folge sein.

Welche Aufgaben haben T-Zellen?

Die T-Zellen unseres Immunsystems, auch T-Lymphozyten genannt, sind eine Untergruppe der Lymphozyten im Blut. Die Lymphozyten stellen die wichtigste Gruppe unter den Immunzellen dar. Jeder Mensch hat ungefähr eine Billion Lymphozyten im Körper. Die Lymphozyten wiederum sind eine Untergruppe der weißen Blutkörperchen (Leukozyten), welche den Körper unaufhörlich nach möglichen Gefahren abscannen.

Mit Hilfe des körpereigenen Abwehrsystems werden potenziell gefährliche Eindringlinge wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten erkannt. Da die T-Zellen auch Transplantate als körperfremd erkennen, kommt es zu Abstoßreaktionen. Aus diesem Grund müssen Menschen mit einem Spenderorgan lebenslang Medikamente nehmen, welche das Immunsystem hemmen. Auch für allergische Reaktionen sind T-Zellen verantwortlich.

Zytotoxische T-Zellen und T-Helferzellen

Unterschiedliche T-Zellen übernehmen für den Immunschutz unterschiedliche Aufgaben. Grob lassen sich zwei Arten von T-Zellen unterteilen: zytotoxische T-Zellen und T-Helferzellen. "Zytotoxische T-Zellen erkennen virusinfizierte Zellen und geben diesen das Signal für den Zelltod. So wird die 'Virusfabrik' zerstört und es können keine neuen viralen Partikel mehr gebildet werden.

Auch Tumorzellen werden von den zytotoxischen T-Zellen bekämpft", sagt Professorin Magdalena Huber, Sprecherin des Arbeitskreises T-Zellen der Deutschen Gesellschaft für Immunologie e.V. (DGfI) und Arbeitsgruppenleiterin Forschung am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Philipps Universität Marburg.

Die T-Helferzellen wiederum können, je nach Spezialisierung, Bakterien, Pilze und Parasiten erkennen. Hierfür arbeiten sie eng mit den sogenannten antigenpräsentierenden Zellen zusammen, welche Antigene aufnehmen und diese auf ihrer Zelloberfläche den T-Zellen präsentieren. Mit Hilfe der antigenpräsentierenden Zellen werden die Antigene für die T-Zellen erst sichtbar. Erkennen die T-Helferzellen eine Gefahr, können sie unter anderem den B-Zellen den Befehl zur Antikörperproduktion geben.

Welche Bedeutung die Thymusdrüse hat

Der Begriff "T-Zelle" leitet sich von der Thymusdrüse (Thymus) ab, die eine bedeutende Rolle bei der Reifung der T-Zellen spielt. "Die Vorläufer der T-Lymphozyten stammen aus dem Knochenmark. Erst in der Thymusdrüse bekommen die T-Zellen ihren speziellen T-Zell-Rezeptor und lernen, körpereigenes Gewebe zu akzeptieren", erklärt Huber.

Der Thymus wird zusammen mit dem Knochenmark als primäres lymphatisches Organ bezeichnet. Gemeinsam mit den B-Lymphozyten, die im Knochenmarkt ausgebildet werden, bilden die T-Zellen die Basis für die erworbene Immunantwort des Körpers.

Was verraten die T-Zellen im Blut über unsere Gesundheit?

Die weißen Blutkörperchen können im Blut gemessen werden. Sind Auffälligkeiten erkennbar, wird der Arzt in bestimmten Fällen die Blutprobe speziell auf T-Zellen untersuchen lassen. So erhält er wichtige Hinweise auf den Immunstatus oder eine vorliegende Erkrankung.

"Sind zu viele T-Zellen im Blut nachweisbar, kann das beispielsweise auf bestimmte virale Infektionskrankheiten, eine Autoimmunkrankheit oder eine akute lymphatische Leukämie hindeuten" erklärt Huber. "Zu niedrige Werte können bei Säuglingen auf schwere kombinierte Immundefekte hinweisen. Auch bei einer B-Zell-Leukämie, HIV-Infektion, Masern sowie unter einer Strahlen- oder Chemotherapie sind die Werte stark verringert. Niedrige T-Zell-Werte stehen immer mit einer eingeschränkten Immunabwehr in Zusammenhang."

Welche Werte sind "normal"?

Als Referenzbereich sind in der medizinischen Fachliteratur bei Männern und Frauen über 18 Jahre 690 bis 2.540 Zellen pro Mikroliter Blut (µL) als Normwert angegeben. Experten betonen, dass diese Referenzwerte für Patienten nicht zur Interpretation eines Laborbefundes verwendet werden können, da sie nur als exemplarischer Näherungsbereich dienen.

Wann Werte als zu hoch oder zu niedrig eingestuft werden, hängt unter anderem vom Alter, der vorliegenden Diagnose oder einer angewendeten Therapie ab. Übrigens: Je älter wir werden, desto weniger T-Zellen bilden wir und desto anfälliger werden wird für Erkrankungen.

Risiko fehlgeleitete T-Zellen

Riskant wird es, wenn im Rahmen des Prägevorgangs der T-Zellen Fehler passieren und die Thymusdrüse diese nicht erkennt und herausfiltert, oder wenn die Thymusdrüse selbst erkrankt ist. Möglich ist auch, dass es beispielsweise aufgrund genetischer Faktoren, bestimmter Umwelteinflüsse oder Infektionen zu Fehlprägungen der T-Zellen außerhalb des Thymus kommt.

Dann können sich die Abwehrzellen gegen den eigenen Körper richten und Strukturen angreifen. Auf fehlgeleitete T-Zellen sind unter anderem Autoimmunerkrankungen zurückzuführen wie Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis, Asthma und Diabetes mellitus Typ 1.

"Heilbar sind Autoimmunerkrankungen nicht, weil es Gedächtniszellen gibt. Diese speziellen Lymphozyten vergessen einmal Erlerntes nicht mehr. Sie lösen bei Kontakt mit einem Antigen sofort eine Immunantwort aus. Sie sind das immunologische Gedächtnis des Körpers", so Huber. "Wissenschaftler forschen daran, gezielt bestimmte T-Zellen zu stoppen. So könnten Autoimmunerkrankungen kontrolliert werden, ohne das Immunsystem mit immunsupprimierenden Medikamenten komplett zu schwächen."

Überaktive Immunzellen und Corona

Bei schweren Covid-19-Verläufen spielen T-Zellen ebenfalls eine bedeutende Rolle: Es gilt als gesichert, dass bei schweren Covid-19-Fällen überaktive Immunzellen ursächlich sind. Wie Forschungen zu diesem Thema andeuten, sind es bestimmte T-Zellen, welche einen besonders schweren Covid-19-Verlauf verursachen. Diese greifen körpereigenes Gewebe an und zerstören es, auch wenn die eigentliche Virusinfektion bereits eingedämmt oder sogar überstanden ist.

Wissenschaftler vom Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) beispielsweise haben gemeinsam mit Kollegen der Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie der Universitätskliniken in Bonn und Aachen bei schwer erkrankten COVID-19-Patienten eine besonders aktive Form von Immunzellen gefunden: die CD16-positiven T-Zellen.

Diese wirken laut den Forschern verstärkt zytotoxisch, unter anderem auf die innere Zellschicht von Blutgefäßen – was den Forschern zufolge fatale Verläufe begünstigt. Auch Wissenschaftler der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) konnten zeigen, dass es bei schweren Verläufen unter anderem zu einer übersteigerten Aktivierung von T-Lymphozyten und natürlichen Killerzellen kommt, außerdem zur Entwicklung von Gedächtnis-T-Zellen.