Bereits seit 30 Jahren wird die Immuntherapie gegen Krebszellen eingesetzt. Viele Details bleiben jedoch bis heute unbekannt. Hierfür haben Forschende der Universität Würzburg nun eine neue Methode der superauflösenden Mikroskopie entwickelt, um die Antikörper bei der Arbeit beobachten zu können. Mit einer 3D-Visualisierung lassen sich die Antikörper-Zell-Interaktionen im Detail beobachten.
Neue Methode LLS-TDI-DNA-Paint
Die neue Methode heißt LLS-TDI-DNA-Paint und ermöglicht, in 3D die Wechselwirkungen der Antikörper mit Zielmolekülen auf Tumorzellen auf molekularer Ebene zu beobachten. Es ist eine beschleunigte Variante der DNA-Paint-Methode, bei der kurze farbstoffmarkierte DNA-Stränge wiederholt an ihren Zielstrang an- und abbinden und ihn damit zum "Blinken" bringen. Damit sind Zielmoleküle auch mit technisch vergleichsweise einfachen Mikroskopen gut sichtbar.
Die Forschenden benutzten für DNA-Paint zwei identische Fluorophoren zur Endmarkierung, um die Konzentration der Farbstoffmarkierung erhöhen zu können und damit das Verfahren zu beschleunigen. Für die 3D-Bildgebung ganzer Zellen auf molekularer Ebene kombinierten sie Zweifarbstoff-Imager (two-dye imager, TDI) mit der Gitterlichtblattmikroskopie (LLS).
Studie an B-Zellen
In Studien an fixierten und lebenden Raji-B-Zellen konnten erste Erkenntnisse mit der neuen Methode gewonnen werden. Raji-B-Zellen stammen aus dem Burkitt-Lymphom eines Patienten und werden in der Krebsforschung häufig eingesetzt. In der Studie brachten sie diese Zellen mit jeweils einem dieser Antikörper zusammen: RTX, OFA, OBZ und 2H7. Dabei verketteten alle Antikörper die CD20-Moleküle in der Zellmembran, wobei lokale Anhäufungen entstanden. Der Wissensstandard bis dahin war, dass CD20 eine wichtige Zielstruktur auf der Oberfläche von B-Zellen ist, an denen maßgeschneiderte Antikörper zur Markierung andocken können. Diese lösen eine Kette immunologischer Reaktionen aus, die zur Zerstörung der Zelle führen.
Klassifizierung der Antikörper widerlegt
Durch diese Anhäufungen schaltete sich das Komplementsystem ein und lötete die Zerstörung der Zellen ein. Das zeigt, dass die Antikörper an der Zielstruktur andocken – unabhängig davon, ob sie zum Typ I oder Typ II gehören. Es zeigte sich auch, dass insbesondere CD20-Moleküle verkettet wurden, die sich auf den Mikrovilli befanden. Das Binden der Antikörper polarisiert die B-Zelle, wodurch die ausgestreckten Mikrovilli stabilisiert werden und die Zelle eine Igelgestalt annimmt, da sich die Membranausstülpungen nur auf einer Seite befinden.
Daraus ergibt sich zunächst, dass die Klassifizierung der Antikörper so nicht beibehalten werden kann. Die Annahme, dass Antikörper des Typs I einen anderen Wirkungsmechanismus als die des Typ II, wurde mit der neuen Bildgebung widerlegt. Eine Vermutung der Forschenden muss erst noch bestätigt werden: Durch die Igelgestalt erscheinen die B-Zellen, als ob sie eine immunologische Synapse mit einer anderen Zelle bilden wollten“, erläutert Dr. Arindam Ghosh, Erstautor der Studie.
Quelle: idw
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