Darmstädter Forscherin in der Offensive gegen Leukämie

Zahlreiche weiße Scheibchen, aus denen winzige rote Punkte hervortreten - mal mehr, mal weniger. Manchmal auch keine. So reagieren Immunzellen, die Eva Distler kultiviert, wenn sie auf Leukämie-Zellen treffen. »Jeder rote Punkt entspricht einer T-Zelle«, erklärt die Darmstädterin, die als Projektleiterin im Labor für experimentelle Knochenmarktransplantation (KMT) an der III. Medizinischen Klinik der Universitätsklinik Mainz arbeitet. Dort wird auch an neuen Therapiemöglichkeiten für Patienten mit Leukämie (»Blutkrebs«) geforscht, als ergänzende Maßnahmen zur KMT. »Wenn eine T-Zelle ihr Ziel erkennt, gibt sie ein Molekül frei, das auf der weißen Membran als roter Punkt sichtbar gemacht werden kann« führt Distler fort. »So können wir sehen, ob die T-Zellen die Leukämie erkennen. Je mehr rote Punkte, desto besser ist die Erkennung.«

T-Zellen gehören zur Gruppe der weißen Blutkörperchen, die im Falle eines Infekts befallene Zellen erkennen und zerstören. Ohne ihre Wächterfunktion würde eine harmlose Erkältung zur lebensgefährlichen Bedrohung werden. Aber auch bei einer KMT sind sie von entscheidender Bedeutung für die Leukämieabwehr.

Leukämie (Blutkrebs) ist eine bösartige Erkrankung der blutbildenden Zellen, die in jedem Alter auftreten kann. Wenn Chemotherapie sie nicht stoppen kann, stellt die KMT die einzige Chance auf Heilung dar. Dabei werden dem Patienten blutbildende Stammzellen eines Spenders mit passendem Gewebetyp übertragen. Vor diesem Eingriff muss der Patient »konditioniert« werden: dazu werden seine blutbildenden Stammzellen durch intensive Chemotherapie und Bestrahlung zerstört. »Die Konditionierung ist notwendig, um den Boden für die Spenderzellen vorzubereiten« erklärt Wolfgang Herr, Professor an der III. Medizinischen Klinik der Universitätsmedizin Mainz und dort verantwortlich für die KMT-Behandlung. »Weniger um Leukämie-Zellen zu vernichten, sondern um den Spenderzellen das Wachstum in der neuer Umgebung überhaupt erst zu ermöglichen.«
Auch wenn die primäre Aufgabe der Spenderzellen vor allem darin besteht, ein komplett neues blutbildendes System im Patienten aufzubauen, weiß man mittlerweile, dass sie auch eine andere entscheidende Fähigkeit besitzen: Sie enthalten Spender-T-Zellen, die in der Lage sind, restliche Leukämie-Zellen auszurotten, die der Konditionierung entkommen sind. » Sobald sie dem Patienten übertragen werden, spüren Spender-T-Zellen jede fremde Blutzelle auf - in diesem Falle die des Kranken - und zerstören sie. Eventuell noch vorhandene Leukämie-Zellen werden dabei nicht ausgespart«, erklärt Herr.

Probleme treten aber auf, wenn die T-Zellen sich nicht mehr allein an Blutzellen halten, sondern auch andere Zellen im Körper des Patienten angreifen. Das nennt man die »Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung« (aus dem Englischen »Graft versus Host Disease«, kurz GvHD).
»Das Auftreten von schweren Formen der GvHD lässt nicht nur die Überlebenschance nach einer Transplantation sinken«, erklärt Wolfgang Herr. »Sie kann auch die Lebensqualität der betroffenen Patienten wesentlich beeinträchtigen«. Oft sind Haut, Leber und Magen-Darm-Trakt betroffen.

Auch wenn Transplantationsärzte diese Komplikation mittlerweile durch immununter drückende Medikamente oft in den Griff bekommen, kann sie auch tödlich verlaufen. »Die große Herausforderung besteht heute darin, die Spender-T-Zellen, die die Leukämie erkennen und zerstören, von denen zu trennen, die die GvHD auslösen«, so der Forscher. »Wenn man dem Patienten nur jene Zellen geben würde, die die Leu kämie angreifen, könnte man erwarten, dass sich der GvHD-Effekt drastisch verringert, zugleich aber auch, dass eventuell verbliebene Leu kämie-Zellen effektiver eliminiert werden«.

Daran arbeitet Eva Distler. Im Forschungslabor werden die »guten« T-Zellen, die die Leukämie erkennen, getrennt von den »schädlichen«, die die GvHD auslösen können. Das geschieht, indem man die Spenderzellen mehrere Wochen lang mit den Leukämie-Zellen des Patienten kultiviert. Unter speziellen Kulturbedingungen vermehren sich nur jene Zellen, die Leukämie erkennen. Die anderen gehen zugrunde. »Die Gefahr ist«, so die promovierte Biologin, »dass die T-Zellen nach ein paar Wochen in Kultur an Reaktivität verlieren können. Das darf nicht passieren, wenn sie später dem Patienten übertragen werden.«

Aus diesem Grund werden nur jene Zellen in Kultur genommen, die besondere »Fitness«-Merkmale aufweisen und so am besten versprechen, noch im Körper des Patienten die Leu kämie effektiv bekämpfen zu können. Außerdem werden die Zellen mit Zytokine fit gehalten. Diese Wirkstoffe werden vom Körper selbst produziert und können bei Immunzellen unterschiedlichste Effekte hervorrufen, wie schnelleres Wachstum oder besondere Agressivität. Bei einem dieser Zytokine haben die Forscher herausgefunden, dass sich bei dessen Verwendung besonderes viele T-Zellen gewinnen lassen, die auf Leukämie ansprechen. »Außerdem sind die auf diese Weise hergestellten Zellen nach längerer Kultur immer noch sehr reaktiv«, erklärt Distler.

Vor sechs Jahren, als sie nach Mainz kam, hätte Eva Distler eigentlich in einem anderen Labor mit Mäusen arbeiten sollen. »Ich war froh, dass mir das doch erspart blieb«, erinnert sich die Darmstädterin, die 2007 promoviert wurde und seither eine Wissenschaftlerinnenstelle innehat. »Wenn man aber eine neue Therapie an Patienten testen will, kommt man an Tierversuchen nicht vorbei.«

Die junge Forscherin würde Experimente an Mäusen nur ungern selbst durchführen. »Hier im Labor stellen wir die T-Zellen her. Wenn sie sich genug vermehrt und bewiesen haben, dass sie in der Lage sind, die Leukämie zu zerstören, ohne gesundes Gewebe anzugreifen, werden sie von einer anderen Arbeitsgruppe Mäusen injiziert.«

Tatsächlich haben sich die Zellen in den ersten Experimenten mit Mäusen als besonderes wirksam erwiesen: In keinem der mit T-Zellen gespritzten Tiere konnten Leukämie-Zellen wachsen. Dennoch machen sich die Forscher nichts vor: »Es ist noch viel Arbeit erforderlich, ehe die Ergebnisse Patienten zu Gute kommen«, sind sich Distler und ihre Kollegen einig. »Unter anderem muss die Methode so angepasst werden, dass sie zu den strengen europäischen Richtlinien zur Herstellung von klinischen Zellpräparaten konform ist.« Dies ist Voraussetzung, bevor Zellprodukte Patienten verabreicht werden können. Bei der Aufbereitung der Präparate im Speziallabor sind hochsterile Umgebung und Arbeitsmittel sowie einfache, reproduzierbare Arbeitsschritte Voraussetzung.

»Der Vorteil unserer Methode ist, dass wir relativ schnell Leu kämie-reaktive T-Zellen herstellen können, die schon zum Zeitpunkt einer Knochenmarktransplantation zur Verfügung stehen«, erklärt Distler. In erster Linie werden die Zellen aber das Transplantat nicht ersetzen können. Schließlich seien viele andere Zellen für eine komplett neue Blutbildung erforderlich. Eher könne man sie parallel zu einem »minimalen« Transplantat einsetzen oder nach Transplantation als »Lymphozyten-Infusionen« dem Patienten verabreichen, um Rezidiven (Rückschlägen) der Krankheit vorzubeugen.

Für ihre Arbeit wurde Distler vor kurzem mit dem Stipendium einer Stiftung für therapeutische Forschung ausgezeichnet.

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