Das Schicksal der T-Zelle

Wenn sich die T-Zellen unseres Immunsystems teilen, passiert das nicht gleichmäßig. Im Rahmen der asymmetrischen Zellteilung (ACD, asymmetric cell division) wird eine Zelle sich entweder zu einer kurzlebigen T-Effektorzelle weiterentwickeln oder zu einer langlebigen T-Gedächtniszelle. Es war bekannt, dass die beiden Tochterzelle unterschiedliche Bestandteile erben. Unklar war, welche Prozesse noch dazu beitragen, wie sich das Schicksal der T-Zellen entscheidet.

Autophagie

So zeigte sich in der Studie, dass die Autophagie eine entscheidende Rolle spielt. Bei der Autophagie handelt es sich um einen Prozess, bei dem die Zelle nicht mehr benötigte Bestandteile abbaut und recycelt. Ohne diese Autophagie, durchlaufen die T-Zellen die ACD nicht normal. „Wir haben herausgefunden, dass bei der Teilung einer T-Stammzelle die Tochterzellen unterschiedliche Mitochondrien erben – was ihr weiteres Schicksal beeinflusst. Wenn wir diesen Prozess verstehen, können wir darüber nachdenken, was sich tun lässt, um die Funktion der T-Gedächtniszellen im Alter zu erhalten“, erläutert Erstautorin Prof. Mariana Borsa der Universität Basel. 

Im Mausmodell untersuchten die Forschenden den Prozess mithilfe der MitoSnap. Hierbei kann man Mitochondrien markieren, sodass man sie in Tochter- und Mutterzellen unterscheiden kann. So untersuchten das Team, wie alte und beschädigte Mitochondrien zwischen den Tochterzellen verteilt werden. In gesunden Zellen wird die Autophagie benötigt, damit dorthin keine beschädigten oder alten Mitochondrien wandern bzw. enthalten sind. Diese Zellen entwickeln sich dann wiederum zu einer Gedächtnisvorläuferzelle weiter – einer Immunzelle, die sich schnell teilt und an Erreger erinnert. Die andere Zelle hingegen, die alte Mitochondrien übernommen hat, entwickelt sich zu einer Effektorzelle. Sie teilt sich ebenfalls schnell und stirbt ab, sobald die Gefahr beseitigt ist.

Gedächtniszellen fördern

Ist die Autophagie gestört, kann sich keine der beiden Tochterzellen zu einer Gedächtniszelle weiterentwickeln und beide werden zu Effektorzellen. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die asymmetrische Vererbung von Mitochondrien ein potenzielles therapeutisches Ziel für die Verjüngung von T-Gedächtniszellen darstellt“, fasst Borsa die überraschenden Ergebnisse zusammen.

Aus den Ergebnissen ergeben sich neue Möglichkeiten, dass Immunsystem zu beeinflussen. Zum einen erhoffen sich die Forschenden, durch die gezielte Stimulierung der Autophagie bei der Teilung von T-Zellen mehr Gedächtniszellen zu erhalten und so das Immungedächtnis zu verbessern. Außerdem entdeckten sie, dass die T-Effektorzellen vom C1-Stoffwechsel abhängig sind. Auch hier könnte eine Einflussnahme dazu führen, mehr Gedächtniszellen zu kreieren anstelle von T-Effektorzellen. Damit könnte generell das Immunsystem verjüngt werden, wodurch der Schutz vor Infektionen gestärkt wird und auch Impfstoffe besser wirken können.

Literatur:
Borsa M, Lechuga-Vieco AV, Kayvanjoo A.H. et al.: Autophagy-regulated mitochondrial inheritance controls early CD8+ T cell fate commitment. Nat Cell Biol (2025). DOI: 10.1038/s41556-025-01835-2.

Quelle: idw