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Langerhanszellen und ihre Rolle in der Immunüberwachung der Haut

Dr.in Daniela Ortner-Tobider forscht im Labor von Assoz. Prof.in Dr.in Patrizia Stoitzner an der Univ.-Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie zur immunogenen Funktion von Langerhanszellen. Dass diese Untergruppe der Dendritischen Zellen – Wächterzellen des Immunsystems – schon in einem sehr frühen Stadium von Hautkrebs an der Immunüberwachung beteiligt ist, konnte die junge Biologin in einer neuen, kürzlich im Fachjournal OncoImmunology veröffentlichten Forschungsarbeit erstmalig nachweisen.

An der Univ.-Klinik für Dermatologie,Venerologie und Allergologie (Direktor Univ.-Prof. Dr. Matthias Schmuth) wird die Rolle der Dendritischen Zellen als relevante Akteure bei Immunreaktionen des Organismus bereits seit drei Jahrzehnten intensiv erforscht.

Auch Dr.ⁱⁿ Ortner-Tobider fokussierte sich in ihrem von FWF (Hertha-Firnberg Stipendium), Krebshilfe und Daniel Swarovski Universitäts-Förderungsfonds unterstützten Projekt auf die Frage, welche Rolle dendritische Zellen der Haut bei Tumorerkrankungen wie dem Plattenepithelkarzinom oder dem Basalzellkarzinom spielen. Neben dem Melanom gehören das Plattenepithelkarzinom und das Basalzellkarzinom zu den häufigsten malignen Tumoren der Haut, die als typische Alterserkrankungen weniger durch Chemikalien, als vielmehr durch jahrelange UV-Strahlung hervorgerufen werden. Dieser weiße Hautkrebs metastasiert nur selten, ist aber aufgrund des großflächigen Wachstums  oft schwierig zu behandeln.

Immunüberwachung durch frühzeitige Kooperation verschiedener Immunzellen
 „Aufgrund der spezifischen Lokalisation von Langerhanszellen in der Epidermis der Haut haben wir bereits eine Rolle in der Immunüberwachung der Haut vermutet, da sie die ersten Immunzellen sind, die auf DNA-geschädigte, transformierte, Hautzellen treffen“, erklärt die Jungwissenschaftlerin die Ausgangslage.

Anhand eines Mausmodells für chemische Karzinogenese konnten Daniela Ortner-Tobider und ihre KollegInnen im Labor enthüllen, wie das angeborene Immunsystem verhindert, dass es zu einer Anhäufung von DNA-geschädigten, transformierten Hautzellen und in Folge zur Tumorentstehung kommt. „Wir waren dabei vor allem an den sehr frühen Stadien der Tumorentstehung interessiert und konnten zeigen, dass Natürliche Killerzellen (NK Zellen),  Immunzellen des angeborenen Immunsystems, in die Epidermis rekrutiert werden, um Karzinogen-geschädigte Zellen zu eliminieren“, so Ortner-Tobider. Die Mobilisierung der NK Zellen wird dabei durch Signale der Langerhanszellen angeregt. Im Labor zeigte sich, dass Langerhanszellen in der Haut als Antwort auf das Karzinogen das Zytokin TNFα (Tumornekrosefaktor-alpha) produzierten, das wiederum zu einer Hochregulierung der Chemokine CCL2 und CXCL10 führte. “Wir konnten mechanistisch zeigen, dass die Inhibierung der Chemokin Achse, die Neutralisierung von TNFα sowie die Entfernung von NK Zellen wie auch von Langerhanszellen zu einer Anhäufung transformierter Hautzellen und in der Folge auch zu vermehrter Tumorentstehung führten“, erklärt die Biologin. Mit dieser Arbeit konnte nun das erste Mal gezeigt werden, dass das angeborene Immunsystem, und im Besonderen diese Kooperation zwischen NK Zellen und Langerhanszellen wichtig sind bei der Immunüberwachung der Haut.

Für die Behandlung von Hauttumoren besitzt die personalisierte Immuntherapie großes Potenzial. Der Erfolg dieser zukunftsweisenden Behandlungsstrategien basiert auf intensiver Grundlagenforschung, wie sie von ForscherInnen wie Daniela Ortner-Tobider betrieben wird. „Mit unserer Arbeit im Labor für Langerhanszellforschung kommen wir der Entwicklung einer Immuntherapie gegen Hautkrebs in kleinen Schritten immer näher“, betont die Immunologin Patrizia Stoitzner, in deren Team derzeit zwei PostDocs, drei PhDs, eine Master-Studentin sowie eine Biomedizinische Analytikerin zusammenarbeiten.

(D. Heidegger)

Links:

Langerhans cells and NK cells cooperate in the inhibition of chemical skin carcinogenesis. Daniela Ortner, Christoph H. Tripp, Kerstin Komenda, Sandrine Dubrac, Bernhard Zelger, Martin Hermann, Wolfgang Doppler, Piotr Z. Tymoszuk, Louis Boon, Björn E. Clausen & Patrizia Stoitzner, …
http://dx.doi.org/10.1080/2162402X.2016.1260215

Labor für Langerhanszellforschung
https://dermatologie.tirol-kliniken.at/page.cfm?vpath=forschung/laboratory-for-langerhans-cell-research

Univ.-Klinik für Dermatologie und Venerologie
https://www.i-med.ac.at/patienten/ukl_dermatologie.html