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Wie reagiert das Immunsystem auf SARS-CoV-2?

Eine Infektion mit SARS-CoV-2 führt nicht immer zur Lungenerkrankung Covid-19. Viele Infizierte durchlaufen eine SARS-CoV-2-Infektion ohne oder nur mit milden Krankheitssymptomen. Ein BMBF gefördertes Forschungsprojekt untersucht, woran das liegen kann.

Reagenzgläser mit Blutproben im Labor werden untersucht

Mit einem neuartigen Testverfahren messen die Forschenden die Reaktion menschlicher T-Zellen auf unterschiedliche Teile von SARS-CoV-2.

Melitta Dybiona

Im gesunden Menschen wehrt das Immunsystem Krankheitserreger sehr effektiv ab. Solange bakterielle oder virale Infekte leicht verlaufen, kommt der Körper damit gut klar. Aggressivere Viren aber wie beispielsweise das Coronavirus SARS-CoV-2 können sehr gefährlich werden, wenn sie auf besonders prädisponierte Menschen treffen.

Unterschiedliche Immunreaktionen

Um zu verstehen, warum einige Menschen kaum oder gar keine Symptome entwickeln während andere lebensbedrohlich erkranken, will das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „SarsImmunExpansion“ die Immunantwort auf SARS-CoV-2 Viren untersuchen. Das Ziel ist es, die zugrundeliegenden Mechanismen der Abwehrreaktion genauer zu verstehen. Dafür untersuchen die Forscherinnen und Forscher die T-Zellen, denn sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Etablierung der Immunantwort und schützen vor einer erneuten Infektion mit SARS-CoV-2.

Unser Immunsystem umfasst viele unterschiedliche – auch als Leukozyten bezeichnete - Zellen, die spezifische Aufgaben erfüllen: Makrophagen und Killerzellen zirkulieren im Blut und zerstören Keime und Erreger direkt z.B. mittels chemischer Botenstoffe. B-Lymphozyten produzieren Antikörper, die, einmal ins But abgegeben, den Eindringling attackieren. T-Zellen helfen bei der Unterscheidung körperfremder und –eigener Bestandteile und können die Antikörperproduktion auslösen. Sie bilden unter anderem auch Gedächtniszellen, die helfen, den Erreger bei einer erneuten Infektion schneller abwehren können.

Die Forschenden vergleichen die Eigenschaften der T-Zellen bei gesunden oder genesenen Menschen und akut an Covid-19-erkrankten Patientinnen und Patienten. Sie analysieren, wie sich die Zellen durch das Eindringen des Virus und die Erkrankung verändern. „Durch einen Vergleich der Immunantworten können wir herausfinden, welche T-Zell Eigenschaften bei der Heilung von SARS-CoV-2 besonders helfen“, sagt Professorin Dr. Monika Brunner-Weinzierl. Sie arbeitet in der Abteilung Experimentelle Pädiatrie und Neonatologie der Magdeburger Universitätskinderklinik und leitet die Studie. Ihr Kollege Dr. Holger Lingel hat ein neuartiges Testverfahren für menschliche T-Zellen etabliert, mit dem deren Reaktion auf unterschiedliche Teile vom SARS-Virus gemessen werden kann. Die T-Zellen gewinnen die Forscherinnen und Forscher zum einen aus dem Blut von Menschen, die bereits eine Infektion mit dem SARS-CoV-2 mit oder ohne Symptome überstanden haben. Zum anderen aber auch von Personen, die bislang nicht mit SARS-CoV-2 in Berührung gekommen sind. Die T-Zellen werden besonders aufbereitet und mit unterschiedlichen Viruspartikeln versetzt. Dafür arbeitet das Forschungsteam um Brunner-Weinzierl mit der der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Christian Freund vom Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität (FU) Berlin zusammen. Hier werden SARS-CoV-2 Partikel an die sogenannten Antigen-präsentierenden Strukturen der Immunzellen gekoppelt. Im Testsystem wird die Reaktion der T-Zellen auf diese Konstrukte untersucht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können so Rückschlüsse auf die Immunreaktion ziehen: Sie können beispielsweise unterscheiden, ob die T-Zellen virusinfizierte Zellen abtöten oder ob sie die Antikörperproduktion in B-Zellen auslösen. Gleichzeitig lassen die Untersuchungen Rückschlüsse über die molekularen Mechanismen zu, über die die T-Zellen auf die Viruspartikel reagieren.

Starke T-Zell-Antwort

„Erste Auswertungen deuteten bereits darauf hin, dass ehemals Erkrankte ohne klinische Symptome eine sehr starke T-Zellantwort gegen SARS-CoV-2 zeigen.“so Brunner-Weinzierl. Zukünftig könnten ihre Ergebnisse dazu beitragen, die Behandlung der Erkrankung und ihr klinisches Management zu verbessern.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung öffnete zu Beginn der SARS-CoV-2 Pandemie das Rapid Response Modul der „Richtlinie zur Förderung eines Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionskrankheiten“ für einen Förderaufruf zur Erforschung von Covid-19. Ab dem 3. März 2020 konnten Forschende Anträge stellen, um zum Verständnis des Virus und dessen Ausbreitung beizutragen sowie um therapeutische und diagnostische Ansätze gegen Covid-19 zu entwickeln.

Für die Studie suchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitätsmedizin Magdeburg noch Freiwillige, die mit SARS-CoV-2 infiziert waren und gegen eine Aufwandsentschädigung Blutproben abgeben würden.

Interessierte können sich unter +49 391 6724003 melden.