NK-Zelle

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Zuletzt aktualisiert am: 11.06.2021

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Synonym(e)

Große granuläre Lymphocyten; Killer-Zellen; Large granular lymphocytes; LGL; Natural killer cell, NK cell; Natural-Killer-Zellen; Natürliche Killer-Zelle; Natürliche Killer-Zellen; NK-Zellen

Allgemeine Information

Die Aktivierung von NK-Zellen erfolgt über mehrere aktivierende Rezeptoren und Co-Rezeptoren (u. a. KIR-Moleküle, NKG2 mit CD94 und natürliche zytotoxische Rezeptoren), die in der Lage sind, Liganden auf Virus-infizierten oder auf Tumorzellen zu erkennen. Die Aktivität der NK-Zellen steigt nach Kontakt mit den Zytokinen IFN-alpha, INF-beta, IL-12, IL-15, IL-2.

Labtortechnisch erkennt man NK-Zellen mittels der Marker CD16 und CD56. Im Blut werden sie als CD3-/CD56+ definiert. Überlappungen mit anderen Oberflächenmarkern sind möglich. Auch Monozyten, Makrophagen, neutrophile Granulozyten und eosinophile Granulozyten sind zu dieser Art von Zielzellerkennung befähigt.

Im Blut sind NK-Zellen an großen azurophilen Granula zu erkennen, was auch zur Bezeichnung "Large Granular Lymphocytes" (LGL) führte bevor ihre eigentliche Funktion bekannt wurde. In diesen Granula sind zytotoxische Proteine wie Perforin oder Granzym B gespeichert. Perforin besitzt große Ähnlichketi mit dem C9-Komplementprotein und verursacht kanalähnliche Poren in die Membran von Zellen oder Bakterioen.  Granzym B gelangt durch diese Poren in das Zytosol der Zellen und induziert dort Apoptose

Normalerweise werden Tumorzellen oder infizierte Zellen bereits von zytotoxischen T-Lymphozyten aufgrund von Fremd-Antigenen, die sie im Komplex mit den MHC-I-Molekülen auf ihrer Oberfläche präsentieren, erkannt und eliminiert. Einige Viren jedoch sind in der Lage, die Präsentation von MHC-I-Molekülen auf der Oberfläche ihrer Wirtszellen zu unterdrücken. Sie entgehen so der Zerstörung durch T-Lymphozyten. Die verminderte Expression der MHC-Moleküle auf Tumorzellen und auf viral infizierten Zellen wird nun wiederum von den NK-Zellen bemerkt. Sie werden hierdurch aktiviert und lysieren die Zielzellen (Missing-self-Hypothese; Ljunggren HG et al. 1990).  

Dies ist ein essenzieller Schutz in der frühen Phase von Virusinfektionen und scheint über das dabei ausgelöste Alamrsignal gleichzeitig die Antigen-präsentierenden Zellen (APZ) so zu aktivieren, dass sie spezifische Immunantworten induzieren können. 

Hinweis(e)

Lange Zeit war es unklar wie NK-Zellen ohne inhibitorische Rezeptoren eine Selbsttoleranz erzeugen. Um gesunde Zellen vor einer Autoaggression durch NK-Zellen zu schützen, werden diese Zellen mit starken inhibitorischen Rezeptoren (KIRs = Killer Inhibitory Receptors, und NKG2A) versehen, die HLA – Klasse -I - Moleküle auf Zielzellen erkennen. In vivo kann die, durch NK-Zellen vermittelte Anti-Tumor-Funktion durch inhibitorische lösliche Faktoren/Zytokine oder durch die Beteiligung der sogenannten Immun-Check-Point-Moleküle (z. B. PD1-PDL1) unterdrückt werden (Beldi-Ferchiou A et al. 2017). Die Untersuchung dieser Immunkontrollpunkte bietet nun neue wichtige Möglichkeiten für die Tumortherapie (Del Zotto G et al. 2017).

Literatur
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  1. Becker PS et al. (2016)  Selection and expansion of natural killer cells for NK cell-based immunotherapy. Cancer Immunol Immunother 65:477-484.
  2. Beldi-Ferchiou A et al. (2017)  Control of NK Cell Activation by Immune Checkpoint Molecules. Int J Mol Sci 18. pii: E2129. 10.3390/ijms18102129.
  3. Cheng M et al. (2013) NK cell-based immunotherapy for malignant diseases. Cell Mol Immunol 10:230-252.
  4. Del Zotto G et al. (2017)  Markers and function of human NK cells in normal and pathological conditions. Cytometry B Clin Cytom 92:100-114.
  5. Ljunggren HG et al. (1990) In search of the ‘missing self’: MHC molecules and NK cell recognition. In: Immunology Today 11: 237–244
  6. Zhang C et al. (2017) NK cell subsets in autoimmune diseases. J Autoimmun 83:22-30.
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