Natürliche Killerzellen - NK-Zellen

Wichtige Zellen der angeborenen Immunität

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) machen etwa 10-15% der Lymphozyten im menschlichen Blut aus. Sie werden zum angeborenen Immunsystem gezählt, weil sie unmittelbar virusinfizierte Zellen oder Tumoren eliminieren können. Im Gegensatz zur spezifischen Immunabwehr, die hauptsächlich von T- und B-Zellen gestellt wird, benötigen NK-Zellen für ihre Funktion keine vorherige Sensibilisierung.

Das Bild zeigt eine gezeichnete NK-Zelle mit charakteristischen Granula, die hier rot gekennzeichnet sind. Copyright: Jacobs, Roland, KIR/MHH
Copyright: Jacobs, Roland, KIR/MHH. NK-Zelle mit charakteristischen Granula, die hier rot dargestellt sind.

NK-Zellen besitzen keinen spezifischen Rezeptor für ein bestimmtes Antigen. Sie können potenziell alle anderen Körperzellen binden und abtöten. Die Aktivität der NK-Zellen wird über eine Gruppe von MHC-spezifischen, überwiegend inhibitorischen Rezeptoren reguliert. Bei Erkennung von passenden MHC-Molekülen, die normalerweise auf allen kernhaltigen Zellen vorhanden sind, werden die NK-Zellen dementsprechend deaktiviert. Die MHC-Moleküle werden von vielen Zellen nach Virusinfektionen oder bei Tumorentstehung herunterreguliert, was sie vor einem etwaigen Angriff durch T-Zellen schützt. Der Verlust an passenden Liganden für die MHC-spezifischen Rezeptoren führt allerdings bei NK-Zellen zur Aufhebung der Inhibition und damit zur Aktivierung, wodurch ihnen die Beseitigung von virusinfizierten Zellen und Tumoren ermöglicht wird.

Wurden die NK-Zellen vor kurzem noch als homogene Zellgruppe angesehen, so hat sich das Bild in den letzten Jahren deutlich gewandelt. Es wurden Subpopulationen definiert, denen jeweils distinkte funktionelle Eigenschaften zugeschrieben werden konnten. NK-Zellen sind demnach nicht nur fürs Killing, sondern auch für die Immunregulation von herausragender Bedeutung.

NK-Zellen sind nicht auf den Menschen beschränkt, sondern sind in allen Säugetieren wichtige Vertreter der angeboreren Immunität. In unserer Gruppe beschäftigen wir uns auch mit NK-Zellen der Maus und obwohl humane und murine NK-Zellen viele Gemeinsamkeiten besitzen, finden sich hauptsächlich im Rezeptorrepertoire auch grundsätzliche Unterschiede.

Wir untersuchen auf molekularer und funktioneller Ebene NK-Zellsubpopulationen in Mensch und Maus. Obwohl wir prinzipiell grundlagenorientiert forschen, ist es auch unser Ziel, die gewonnenen Erkenntnisse für klinische Konzepte z.B. im Rahmen der Transplantation hämatopoetischer Stammzellen oder bei der HIV-Infektion nutzbar zu machen.


Aktivierende und inhibierende Vertreter aus der Familie der Killer cell immunoglobulin-like receptors sind gezeigt.  Copyright: Jacobs, Roland; KIR/MHH
Copyright: Jacobs, Roland; KIR/MHH. KIR mit langem zytoplasmatischen Anteil enthalten immunoreceptor tyrosin-based inhibiting motifs (ITIMs) und vermögen die Aktivität von NK-Zellen zu reduzieren. KIR mit kurzem intrazellulären Anteil vermitteln über Adaptermoleküle, die immunoreceptor tyrosin-based activating motifs (ITAMs) enthalten, aktivierende Signale.
Aktivierende und inhibierende Vertreter aus der Familie der Killer cell lectin-like receptors sind gezeigt.  Copyright: Jacobs, Roland; KIR/MHH
Copyright: Jacobs, Roland; KIR/MHH. KLR mit immunoreceptor tyrosin-based inhibiting motifs (ITIMs) vermögen die Aktivität von NK-Zellen zu reduzieren. KLR mit kurzem intrazellulären Anteil vermitteln über Adaptermoleküle, die immunoreceptor tyrosin-based activating motifs (ITAMs) enthalten, aktivierende Signale.