Immunologisches Gedächtnis schützt langfristig vor Coronavirus
Nach einer SARS-CoV-2-Infektion oder einer Coronavirus-Impfung werden
bestimmte Abwehrzellen gebildet, die einen langfristigen Immunschutz
verleihen. Diese langlebigen Gedächtnis-T-Zellen tragen wesentlich dazu
bei, schwere Krankheitsverläufe zu verhindern. Forschende der Universität
Zürich haben nun entschlüsselt, wie dieses immunologische Gedächtnis
entsteht.
Wie eine Infektion mit SARS-CoV-2 oder eine Immunisierung durch Impfungen
zu einer langfristig schützenden Immunität führen kann, ist nach wie vor
ungeklärt. Onur Boyman, Direktor der Klinik für Immunologie, und sein
Forschungsteam von der Universität Zürich und vom Universitätsspital
Zürich, haben nun genauer untersucht, wie sich ein solcher Langzeitschutz
ausbildet. Zusammen mit Forschenden der ETH Zürich haben sie jene
Signalmoleküle identifiziert, die entscheiden, wann aus einer Immunzelle
eine sogenannte Gedächtnis-T-Zelle gebildet wird.
Von kurzlebigen zelltötenden zu langlebigen Gedächtnis-T-Zellen
Die von B-Zellen produzierten, virusspezifischen Antikörper allein reichen
für die effektive Abwehr des neuen Coronavirus nicht aus. Ebenso wichtig
für die Immunität gegen SARS-CoV-2 ist die zelluläre Immunantwort. Zentral
sind hier virusspezifische T-Zellen des Typs «CD8+». Sie erkennen jene
Körperzellen, die vom Virus infiziert sind, und töten diese ab. Diese
zytotoxischen T-Zellen bekämpfen somit jene Viren, die sich in den
Wirtszellen verstecken, und verhindern so, dass Millionen neuer Viren
freigesetzt werden. «Diese T-Zellen sind aber nur kurze Zeit aktiv und
sterben rasch ab. Wichtig für einen langfristigen Immunschutz sind
langlebige Gedächtnis-T-Zellen, die bei einem erneuten Viruskontakt sehr
rasch aktiv werden», betont Boyman. Bezeichnet wird dieses Phänomen als
immunologisches Gedächtnis.
Bisherige Studien untersuchten die gesamten CD8+-T-Zell-Populationen, die
gegen das Virus gebildet werden. Boyman und seinem Team ist es nun
gelungen, einzelne virusspezifische T-Zell-Klone von Personen, die sich
mit SARS-CoV-2 infiziert haben, von der akuten Infektion bis zu einem Jahr
nach der Genesung nachzuzeichnen. Und damit auch jene Signalmoleküle zu
identifizieren, die für den Übergang von der akuten Zelltötungs- zur
langfristigen Gedächtnisphase verantwortlich sind – eine Art molekulare
Signatur.
Botenstoffe des Immunsystems bestimmen Zellentwicklung
Wie die Forschenden zeigen, war die Signatur der langlebigen CD8+
Gedächtnis-T-Zellen bereits während der akuten Infektion vorhanden. Sie
liessen sich somit frühzeitig von ihren kurzlebigen Pendants
unterscheiden. «Die eindeutige Signatur der Gedächtniszellen enthält
Signale für Immunbotenstoffe wie etwa Interferone, die bei der Abwehr von
SARS-CoV-2, aber auch generell bei der Kontrolle von Virusinfektionen
wichtig sind», erklärt Onur Boyman.
Immunantwort unterscheidet sich von Patient zu Patient
Die Studie trägt dazu bei, zu verstehen, wie das immunologische Gedächtnis
gegen SARS-CoV-2 gebildet und aufrechterhalten wird – oder nicht. Denn
während manche Infektionen zu einem robusten und langanhaltenden
Immungedächtnis führen, ist dies bei anderen nicht der Fall. Die neu
identifizierte Signatur ermöglicht zudem herauszufinden, bei welcher Art
der Infektion – milder oder schwerer Verlauf bzw. auf die Schleimhäute
begrenzter oder systemischer Verlauf – eine langfristige Immunität
gebildet wird. Auch die Impfstoffe, die unterschiedliche Inhalts- und
Hilfsstoffen enthalten, beeinflussen die Immunantwort. «Auch wenn jeder
Mensch etwas anders auf das Virus oder einen Impfstoff reagiert, trägt die
zelluläre Immunität bei geimpften und genesenen Personen wesentlich dazu
bei, schwere Krankheitsverläufe zu verhindern», so Boyman.
Finanzierung
Die Studie wurde finanziell unterstützt vom Schweizerischen Nationalfonds
(SNF), vom Klinischen Forschungsschwerpunkt CYTIMM-Z der Universität
Zürich (UZH), einem Innovationsgrant des Universitätsspitals Zürich (USZ),
dem Pandemiefonds der UZH, vom Botnar Research Centre for Child Health
(BRCCH) sowie von der Schweizerischen Akademie der Medizinischen
Wissenschaften (SAMW).
