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Neue T-Zell-Analysen liefern Ansätze für bessere Impfstoffe
Unterschiedliche Abwehr: Warum erkranken manche Menschen schwer an Covid-19, während andere nur milde Symptome entwickeln? Ein Vergleich ungeimpfter Patienten mit ähnlichen genetischen Voraussetzungen zeigt, dass bestimmte T-Zellen bei leichten Verläufen stärker reagieren und andere Eigenschaften aufweisen als bei schweren Erkrankungen. Die Unterschiede könnten neue Wege für Impfstoffe aufzeigen, beweisen aber noch keinen Schutzmechanismus.
Houston (U.S.A.). Bei Covid-19 richtet sich der Blick häufig auf Antikörper, die das Coronavirus erkennen und neutralisieren können. Doch die Immunabwehr besitzt eine zweite wichtige Waffe: CD8-T-Zellen. Diese sogenannten Killer-T-Zellen erkennen infizierte Körperzellen und können sie gezielt zerstören. Welche dieser Immunzellen mit einem milden oder schweren Krankheitsverlauf zusammenhängen, ist jedoch nicht vollständig geklärt.
Ein Hindernis für solche Vergleiche liegt in unseren Genen. Denn bestimmte Gewebemerkmale, sogenannte humane Leukozytenantigene (HLA), legen mit fest, welche Virusbruchstücke den T-Zellen präsentiert werden. Menschen mit unterschiedlichen HLA-Varianten können daher auf denselben Erreger ganz verschieden reagieren.
Forscher der Columbia University um Kazuya Masuda haben deshalb Blutproben von 42 ungeimpften Covid-19-Patienten aus dem Jahr 2020 analysiert. Alle besaßen das Gewebemerkmal HLA-A2. Von ihnen hatten 26 einen milden, acht einen mittelschweren und acht einen schweren Krankheitsverlauf. So konnte das Team einen wichtigen genetischen Unterschied zwischen den Vergleichsgruppen ausschließen.
Der an der Studie beteiligte Immunologe Dr. Moriya Tsuji erläutert den Vorteil dieses Ansatzes mit einem Vergleich:
„Das ist, als würde man Orangen mit Äpfeln vergleichen. Ich wollte einen grünen mit einem roten Apfel vergleichen“, erklärt Dr. Moriya Tsuji von der Texas A&M University.
Um die Abwehrreaktion zu messen, setzten die Forscher Immunzellen aus den Blutproben elf ausgewählten Abschnitten von Virusproteinen aus. Solche kurzen Erkennungsstellen heißen Epitope. Anschließend ermittelten sie, wie stark die CD8-T-Zellen auf die verschiedenen Virusbausteine reagierten.
Das Ergebnis: Bei Patienten mit mildem Covid-19 reagierten die T-Zellen deutlich stärker als bei Menschen mit schwerem Verlauf. Von den 26 leicht Erkrankten zeigten 20 eine messbare Reaktion auf mindestens eines der elf Epitope. Bei den acht Schwererkrankten fielen die gemessenen Antworten dagegen überwiegend schwach aus. Die mittelschwere Gruppe lag dazwischen, unterschied sich aber nicht eindeutig von den milden Fällen.
In einer vertieften Analyse untersuchte das Team anschließend 8.402 virusreaktive CD8-T-Zellen aus Blutproben von nur elf der Patienten. Dabei erfassten die Wissenschaftler die Aktivität einzelner Gene und Eiweiße. Sie konnten so unterscheiden, welche Arten von Killer-T-Zellen bei den verschiedenen Krankheitsverläufen vorkamen.
Bei mild Erkrankten fanden sich häufiger Zellen mit Merkmalen einer schlagkräftigen unmittelbaren Virusabwehr sowie verschiedene langlebigere Gedächtniszellen. Diese können bei einer erneuten Begegnung mit dem Virus rasch reagieren. Bei schweren Verläufen traten hingegen vermehrt T-Zell-Typen auf, deren Entwicklung frühzeitig abgebrochen schien oder die Anzeichen einer gestörten Funktion zeigten.