Im Mittelpunkt der Studie steht der Einsatz humaner precision-cut lung slices (PCLS). Dieses Ex-vivo-Modell ermöglicht es, T-zellvermittelte Immunantworten im menschlichen Lungengewebe unter Erhalt der nativen Gewebearchitektur zu untersuchen. PCLS werden aus Resektatgewebe gewonnen und bleiben über mehrere Tage vital. Dadurch bleiben sowohl die komplexe räumliche Organisation des Lungenparenchyms als auch das lokale immunologische Mikromilieu erhalten.

Mithilfe multiparametrischer Durchflusszytometrie, Zytokinanalysen und gezielter immunologischer Stimulation analysierten die Autor:innen die Zusammensetzung, Aktivierbarkeit und funktionelle Plastizität von T-Zell-Subpopulationen im Lungengewebe. Dabei zeigte sich, dass ein erheblicher Anteil der CD8⁺-T-Zellen in PCLS den Phänotyp gewebsresidenter Gedächtnis-T-Zellen (tissue-resident memory T cells, T_RM) aufweist. Diese Zellen sind durch eine hohe Expression der Residenzmarker CD69 und CD103 gekennzeichnet und spielen eine zentrale Rolle für lokale Immunantworten in der Lunge, etwa bei Infektionen, chronisch-entzündlichen Erkrankungen oder nach Immuninterventionen. Gleichzeitig reagieren sie besonders sensibel auf ihr unmittelbares Gewebeumfeld.

„Uns ging es darum zu verstehen, wie T-Zellen im menschlichen Lungengewebe tatsächlich aktiviert werden und welche Faktoren ihre Gewebe-Residenz beeinflussen“, erklärt Dr. Tonia Bargmann, Erstautorin der Studie und Forscherin bei BREATH am Fraunhofer ITEM. „PCLS ermöglichen es, diese Prozesse im nativen Gewebekontext zu untersuchen und damit Aspekte abzubilden, die in klassischen Zellkultursystemen nicht erfasst werden können.“

Die Ergebnisse zeigen, dass PCLS nicht nur die Präsenz gewebsresidenter T-Zellen im menschlichen Lungengewebe zuverlässig abbilden, sondern auch deren funktionelle Regulation unter kontrollierten Stimulationsbedingungen realistisch widerspiegeln. Differenzierte Aktivierungs- und Antwortmuster machen deutlich, dass zentrale immunologische Prozesse wie T-Zell-Aktivierung, Zytokinfreisetzung und Gewebeverankerung im Ex-vivo-Gewebe kontextabhängig und reproduzierbar untersucht werden können. Besonders die gezielte Modulation der CD103-Expression unter definierten Bedingungen spricht für ein hohes Maß an biologischer Integrität und funktioneller Stabilität des Modells. Damit liefert die Studie erstmals einen systematischen funktionellen Nachweis gewebsresidenter T-Zell-Antworten im humanen Lungengewebe unter Erhalt der nativen Gewebearchitektur.

PCLS eignen sich somit nicht nur zur deskriptiven Analyse von Immunzellpopulationen, sondern auch als valide präklinische Plattform für die vergleichende Untersuchung immunologischer Interventionen. „PCLS erlauben es uns, komplexe Immunreaktionen im menschlichen Lungengewebe unter physiologisch relevanten Bedingungen zu analysieren und präklinische Fragestellungen deutlich näher an der klinischen Realität zu bearbeiten“, sagt Dr. Armin Braun, Letztautor der Studie und Forscher am DZL-Standort BREATH. „Gerade für die Untersuchung immunmodulatorischer Strategien und die Bewertung neuer therapeutischer Ansätze bietet dieses Modell einen entscheidenden Mehrwert gegenüber klassischen Zellkultursystemen und Tiermodellen.“

Originalpublikation:

Bargmann T, Sommer C, Stowasser L, Jacob S, Jürgen L, Konzok S, Werlein C, Zardo P, Neubert L, Jonigk D, Fieguth HG, Dahlmann F, Sewald K, Dehmel S, Braun A. Regulation of T cell tissue residency and activation in human PCLS. Respir Res. 2025 Nov 15;26(1):319. doi: 10.1186/s12931-025-03397-1. PMID: 41241731; PMCID: PMC12619209.

Text: BREATH/ AB

Foto: privat