Das Verfahren gilt als große Hoffnung im Kampf gegen Krebs: Bei der sogenannten adoptiven Zelltherapie werden im Labor gezüchtete Immunzellen darauf „abgerichtet“, bestimmte Krebszellen zu erkennen und zu attackieren. Anschließend können sie Patienten dann in die Tumorregion injiziert werden und ihre Schlagkraft entfalten. Dieses Konzept hat sich bei manchen Krebsarten bereits als erfolgreich erwiesen. Doch dabei wurde ein Faktor deutlich, der die gewünschte Wirkung erheblich einschränkt: Der Kampf gegen Krebs ist für die T-Zellen anstrengend und sie neigen zu Erschöpfungserscheinungen, wodurch sie ihre Wirkung verlieren. Der Grund dafür ist, dass ihre Mitochondrien – die Organellen, die Energie in Zellen bereitstellen – nicht genügen Leistung für den besonders kräftezehrenden Einsatz erbringen. Bisher schien es nicht möglich, den T-Zellen auf eine effiziente Weise mehr Ausdauer zu verschaffen. Doch ein internationales Forschungsteam könnte nun eine Möglichkeit gefunden haben.
Mitochondrien-Übertragung durch Nanoröhrchen
Die Grundlage der aktuellen Studie bildete eine frühere Entdeckung einiger der Teammitglieder: Sie konnten zeigen, dass bestimmte Krebszellen interzelluläre Nanoröhren ausbilden, durch die sie Immunzellen gleichsam anzapfen können. Über die tentakelartigen Gebilde entziehen sie ihnen demnach Mitochondrien und verleiben sie sich dann ein. Dadurch stärken sie sich selbst und schwächen gleichzeitig ihre Widersacher. Das Team fragte sich nun, ob dieses Transfersystem auch in umgekehrter Weise und in Verbindung mit gesunden Körperzellen ablaufen könnte. Als mögliche Spender der Mitochondrien kamen dabei bestimmte Knochenmarkzellen infrage. Um die Möglichkeit einer Übertragung auszuloten, kultivierten die Forschenden diese sogenannten Knochenmark-Stromazellen im Labor gemeinsam mit T-Zellen.
Wie das Team berichtet, offenbarten elektronen- und fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen zunächst: Es bilden sich zwischen den Knochenmarkzellen und den T-Zellen tatsächlich ebenfalls Nanoröhrchen aus. Durch Markierungsmethoden konnten die Forschenden dabei nachweisen, dass in diesen Gebilden Mitochondrien aus den Knochenmarks- in die Immunzellen wanderten. „Bei unserem Ansatz werden vollständige, gesunde Mitochondrien-Organellen in die Zellen übertragen. Dieser Prozess ist vergleichbar mit einer Organtransplantation – wie Herz-, Leber- oder Nierentransplantationen – aber auf mikroskopischer Ebene“, erklärt Seniorautor Luca Gattinoni vom National Institutes of Health in Bethesda. Anschließende Untersuchungen bestätigten auch, dass die gespendeten Mitochondrien in den Empfängern tatsächlich arbeiteten: Die sogenannten mito+ T-Zellen wiesen eine erhöhte Atmungskapazität auf – ein Zeichen für einen verbesserten Stoffwechsel.
