Forscher entdecken explodierende Immunzellen

Forscher der Ben-Gurion-Universität Negev und der Stanford University haben in Plattwürmern eine völlig neue Art von Immunzellen entdeckt, die sich buchstäblich selbst sprengen, um Krankheitserreger und Krebszellen zu töten. Die im Fachjournal Cell veröffentlichte Studie nennt diese Zellen Ruptoblasts und beschreibt ihren Explosionsmechanismus, die Ruptosis, als die schnellste und explosivste Form des Zelltods, die Wissenschaftlern bislang bekannt ist.

Plattwürmer als Immunologen-Lehrmeister

Planarien sind ausgedehnte Modelltiere der Grundlagenbiologie: Die fingerlangen Plattwürmer können sich nach Verletzungen vollständig regenerieren, selbst wenn man sie in viele Teile zerschneidet. Ihr Immunsystem ist dagegen überraschend rudimentär. Sie besitzen weder adaptive Immunität noch knochenmarkabgeleitete Immunzellen wie T- oder B-Lymphozyten, die das menschliche Immunsystem prägen. Trotzdem bekämpfen sie bakterielle Infektionen effektiv.

Genau diese Diskrepanz interessierte Prof. Benyamin Rosental von der Ben-Gurion-Universität und Prof. Bo Wang von der Stanford University. Wie gelingt es einem Tier ohne klassisches Immungedächtnis, Infektionen zu überstehen? Die Antwort, die sie im Juni 2026 in Cell veröffentlichten, stellt die Vorstellung, was eine Immunzelle überhaupt sein kann, grundlegend infrage.

Calcium, Explosion, Ende

Die Ruptoblasts sind keine Blutzellen. Es handelt sich um spezialisierte Drüsenzellen, die normalerweise inaktiv im Körper des Plattwurms liegen. Ihr Aktivierungssignal ist das Hormon Activin (im Plattwurm ACT-2 genannt), das bei bakteriellen Infektionen und Gewebeschäden freigesetzt wird.

Sobald Activin die Ruptoblasts erreicht, strömt Calcium aus dem endoplasmatischen Retikulum in das Zellinnere. Innerhalb von Sekunden reißt die Zellmembran auf. Die Zelle explodiert und setzt dabei eine Welle toxischer Substanzen frei, die umliegende Bakterien und fremde Zellen töten. Laut den Studienautoren ist der Prozess nach etwa fünf Minuten vollständig abgeschlossen. Die freigesetzten Toxine bauen sich innerhalb von rund 15 Minuten ab, sodass keine unkontrollierte Ausbreitung in gesundes Gewebe stattfindet. "Wir haben nie erwartet, dass sich eine Zelle einfach wie eine Bombe explodieren und die umgebenden Zellen töten kann", sagte Bo Wang gegenüber der Stanford University.

In Laborversuchen mit menschlichen Nierenzellen töteten die von Ruptoblasts freigesetzten Substanzen auch diese Zellen ab. Das ist ein erster Laborhinweis, der die Frage aufwirft, ob sich der Mechanismus therapeutisch nutzen ließe.

Im Vergleich: Überraschende Immunentdeckungen und der lange Weg zur Klinik

Die Geschichte der Immunologie ist geprägt von Entdeckungen, die das bestehende Bild fundamental verschoben haben. 2004 beschrieben Arturo Zychlinsky und Kollegen im Fachjournal Science die NETosis: Neutrophile schleudern bei Infektionen ihr eigenes DNA-Chromatin als fadenartiges Netz aus, das Bakterien einfängt und tötet. Das war überraschend, weil Neutrophile bis dahin als schlichte Fresszellen galten. Zwanzig Jahre später wird NETosis in Zusammenhang mit Sepsis, Schlaganfall und Autoimmunkrankheiten untersucht; klinisch einsetzbare Therapien sind noch im Entwicklungsstadium.

Ähnlich verlief die Geschichte der Pyroptosis. Sie wurde zu Beginn der 2000er Jahre erstmals beobachtet, als Forscher sahen, dass bestimmte Bakterien Makrophagen zu einem raschen, entzündlichen Zelltod trieben. Das zentrale Protein, Gasdermin-D, wurde erst 2015 identifiziert. Seitdem ist Pyroptosis ein aktives Forschungsfeld für Entzündungskrankheiten und bestimmte Tumortherapien. Vom ersten Beobachten des Phänomens bis zu ersten klinischen Ansätzen vergingen mehr als 15 Jahre.

Gegenüber beiden Mechanismen ist Ruptosis deutlich schneller: Pyroptosis und explosive Zelltodvarianten in Bakterien laufen nach Angaben der Studienautoren typischerweise über mehrere Stunden ab. Ruptosis vollzieht sich in Sekunden bis Minuten. Das macht sie nach aktuellem Kenntnisstand zum schnellsten bekannten explosiven Zelltodmechanismus im Tierreich.

Zuerst müssen die Killermoleküle identifiziert werden

Die entscheidende Einschränkung: Menschen besitzen keine Ruptoblasts. Diese Zellart scheint auf eine evolutionäre Basisgruppe der Tiere, die sogenannten basalen Bilateria, beschränkt zu sein. Warum Wirbeltiere den Mechanismus im Lauf der Evolution verloren haben, ist unklar. Die Studienautoren vermuten, dass Wirbeltiere aufgrund ihrer begrenzten Geweberegeneration keine Zellen haben können, die bei ihrer Explosion auch benachbartes gesundes Gewebe schädigen.

Für eine medizinische Anwendung beim Menschen müssten Wissenschaftler zwei grundlegende Probleme lösen. Erstens: Die spezifischen Moleküle, die bei der Ruptosis freigesetzt werden und Zellen töten, sind noch nicht identifiziert. Das Paper beschreibt den Ablauf, benennt die Wirkstoffe aber nicht. Erst wenn diese Moleküle bekannt sind, lässt sich abschätzen, ob sie isoliert, synthetisiert oder in menschliche Immunzellen integriert werden könnten.

Zweitens muss untersucht werden, ob ähnliche Mechanismen in anderen Tieren existieren, die einen evolutionären Brückenschlag zur Wirbeltierbiologie erlauben. Rosental und Wang sehen das langfristige Potenzial vor allem in der Präzision des Mechanismus: Toxine die sich nach 15 Minuten abbauen und keine Kettenreaktion auslösen, wären ein theoretisch kontrollierbares Werkzeug gegen lokalisierte Infektionen oder Tumore. "Die Forschung zeigt, dass es noch viele verschiedene Immunmechanismen gibt, über die wir fast nichts wissen", sagte Wang. Die Charakterisierung dieser Mechanismen sei der notwendige Schritt vor jedem therapeutischen Ansatz.