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Natürliche Killerzellen sind neben T- und B-Lymphozyten die dritte Lymphozytenpopulation des Blutes. Ihre wichtigste Funktion im Rahmen der zellulären Immunabwehr ist die Abtötung Virus-infizierter und tumorös entarteter Zellen. Im Unterschied zu den zytotoxischen CD8-Lymphozyten unterliegen sie nicht der MHC-Restriktion, d.h. sie entwickeln eine unspezifische, schnelle und natürliche Abwehr gegen veränderte körpereigene Zellen (first line of defence).

NK-Zellen vermögen Tumorzellen und Virus-infizierte Zellen sehr effektiv zu attackieren, insbesondere dann, wenn sie durch körpereigene Zytokine der T-Helferzellen und der Makrophagen voraktiviert sind (LAK / Lymphokin-aktivierte Killerzellen). Wichtig sind dabei besonders Interleukin-12 (IL-12), IL-2 und Interferon-γ. Daraus ergibt sich, dass die NK-Zellfunktion nicht unabhängig von der Funktion anderer Immunzellen gesehen werden kann.