Wissenschaftler haben damit begonnen, künstliche Immunität zu schaffen

Ärzte werden bald in der Lage sein, Teile des menschlichen Immunsystems –Milz und Lymphknoten – zu züchten. Japanische Wissenschaftler berichten, dass bereits klinischer Bedarf, wissenschaftliche Daten und erfolgreiche Versuche bestehen, Teile des Immunsystems durch künstliche Transplantate zu ersetzen.

Künstliche Immunität

In einem Experiment mit Mäusen zeigten Biologen der Universität Kyoto, dass künstliche Lymphknoten nicht schlechter funktionieren als echte, natürliche. Zur Herstellung der Lymphknoten verwendeten die Wissenschaftler eine Matrix (einen Schwamm) aus Polymer und Stromazellen (Stammzellen des Knochenmarks). Zuvor führten die Wissenschaftler verschiedene genetische Modifikationen in die Stromazellen ein.

Biologen transplantierten einen experimentellen Lymphknoten in den Körper einer Maus, in eine Nierenkapsel. Bereits nach drei Wochen produzierte der Polymerschwamm Lymphozyten, und die Struktur des Knotens veränderte sich und nahm die für einen gesunden Lymphknoten charakteristischen Strukturmerkmale an. Wissenschaftler haben gezeigt, dass künstliche Lymphknoten sogar an der Immunantwort beteiligt sind und B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und Gedächtniszellen bilden.

Wissenschaftler schreiben, dass Lymphknoten, die ohne den Einsatz von Stromazellen hergestellt werden, wahrscheinlich für den klinischen Einsatz geeignet sind. Japanische Wissenschaftler haben die zellfreie Technologie bereits in einem Experiment an Mäusen getestet.

Um zellfreie Lymphknoten zu erzeugen, verwendeten Biologen einzelne Moleküle, die die Lymphozytenbildung auslösen. Drei Wochen später waren die in die Nierenkapsel transplantierten Polymerschwämme mit Lymphgewebe „überwachsen“ und mit Blutgefäßen verbunden. Die Immunantwort solcher Lymphknoten war jedoch etwas schwächer als bei Lymphknoten aus Stromazellen.

In ähnlichen Experimenten mit Mäusen zeigten Wissenschaftler, dass ein Polymerschwamm und eine Zellkultur auch eine verlorene Milz ersetzen können.

Wer braucht künstliche Immunität?

Die Milz entfernt Bakterien und Fremdkörper aus dem Körper. Wenn fremde Antigene ins Blut gelangen, löst sie eine Immunreaktion aus – sie produziert Lymphozyten (Immunzellen). Bei einer Unterdrückung der Knochenmarkshämatopoese produziert die Milz auch geformte Blutbestandteile.

Nach Operationen zur Entfernung der Milz (Splenektomie) sind die Schutzfunktionen des Organs gestört: Neutralisierte Bakterien werden nicht aus dem Körper entfernt, Giftstoffe verbleiben im Blutkreislauf und die Bildung von Antikörpern gegen bakterielle Antigene wird reduziert. Infolgedessen wird eine Person anfälliger für Infektionen.

Lymphknoten liegen granular entlang der Lymphgefäße (meist an Gefäßverzweigungen). Im Lymphknoten unterscheidet man Kortex und Medulla. B-Zellen konzentrieren sich im Kortex, Lymphozyten, Makrophagen und andere Populationen von Immunsystemzellen im Medulla. Der Bereich zwischen Kortex und Medulla ist der Ort der T-Zell-Konzentration. Diese Nähe aller drei funktionell reifen Zelltypen schafft günstige Bedingungen für die erfolgreiche Entwicklung einer Immunantwort.

Laut in der Zeitschrift Discovery Medicine veröffentlichten Daten japanischer Forscher können künstliche Lymphknoten sowohl für Krebspatienten als auch für einfach alternde Menschen nützlich sein, deren Immunsystem aus natürlichen Gründen geschwächt ist.

„In den letzten Jahren wurden genügend wissenschaftliche Daten gesammelt, um endlich künstliches lymphatisches Gewebe und Organe zu schaffen, die für die klinische Praxis geeignet sind“, so das Fazit der Wissenschaftler.

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