Inhaltsverzeichnis
Werbung
Inhaltsverzeichnis Meilensteine der Immunologie oder eine etwas andere Einführung XI DAS FUNKTIONIERENDE IMMUNSYSTEM 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 Was gehört zum Immunsystem? Zellen und Organe des Immunsystems 1.1.1 Zellen des angeborenen Immunsystems 1.1.2 Zellen des adaptiven Immunsystems 1.1.3 Die CD-Nomenklatur 1.1.4 Primäre lymphatische Organe 1.1.5 Sekundäre lymphatische Organe Antikörper 1.2.1 Struktur der Antikörper 1.2.2 Die Antigen/AntikörperBindung 1.2.3 Antikörperklassen Komplementäre Abwehrmechanismen 1.3.1 Barrierefunktionen 1.3.2 Defensine, Opsonine und Co. 1.3.3 Physiologische Bakterienbesiedlung 1.3.4 Akute-Phase-Proteine 1.3.5 Das Komplementsystem Wie erkennen die Immunzellen ein Antigen? Mustererkennungsrezeptoren (PRRs) 2 2.2 2 2 3 4 4 2.3 2.4 2.5 5 7 7 8 10 12 12 3 13 3.1 14 14 15 3.2 3.3 3.4 22 22 MHC-Moleküle 2.2.1 MHC-Klasse I 2.2.2 MHC-Klasse II 2.2.3 Der MHC-Polymorphismus 2.2.4 MHC-Klasse IB Rezeptoren der natürlichen Killer-(NK-)Zellen B-Zell-Rezeptoren (BCRs) T-Zell-Rezeptoren (TCRs) 2.5.1 Struktur 2.5.2 Antigenbindung 2.5.3 Antigenprozessierung für die Erkennung durch T-Zellen 2.5.4 Besonderheiten bei der Antigenerkennung durch T-Zellen Was versteht man unter einer klonalen Antwort? Wie entsteht die große Antigenrezeptor-Diversität der B- und T-Zellen? Der Aufbau der Immunglobulinund T-Zell-Rezeptor-Genloci Die somatische Rekombination Vom rekombinierten Gen zum Rezeptor 24 25 26 26 26 27 28 28 28 29 29 31 34 35 36 37 39 VI 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5 5.1 5.2 5.3 5.4 Inhaltsverzeichnis Wie verarbeiten Immunzellen die Informationen? Von der Membran zum Kern Signaltransduktion durch den T-Zell-Rezeptor 4.2.1 Tyrosinphosphorylierung 4.2.2 Adapterproteine 4.2.3 Phopholipase Cγ 4.2.4 Ras Signale durch Zytokinrezeptoren der Hämatopoietin-Familie Signale durch Toll-like-Rezeptoren Todessignale Die Integration mehrerer Signale Wie wird der Signalprozess abgeschlossen? Welche Konsequenzen hat die Aktivierung der Immunzellen? Antikörpersynthese und Antikörperfunktionen 5.1.1 Komplementvermittelte Antikörperzytotoxizität 5.1.2 Antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC) 5.1.3 Opsonierende Antikörper 5.1.4 Blockierende Antikörper 5.1.5 Maskierende Antikörper 5.1.6 Sensibilisierende Antikörper 5.1.7 Neutralisierende Antikörper 5.1.8 Agonistische Antikörper 5.1.9 Antagonistische Antikörper 5.1.10 Inhibierende Antikörper 5.1.11 Penetrierende Antikörper 5.1.12 Präzipitierende Antikörper 5.1.13 Agglutinierende Antikörper Zytotoxische T-Zellen (cytotoxic T lymphocytes, CTLs) NK-Zell-Zytotoxizität Gerichtete Zellmigration 41 41 42 42 43 43 44 44 46 46 48 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 6 6.1 49 51 6.2 51 51 51 52 52 53 53 6.3 7 7.1 7.2 54 54 54 54 55 56 56 56 57 58 7.3 Phagozytose Intrazelluläres Killing Antigenpräsentation Makrophagenleistungen Mastzellsekretionsprodukte Sekretionsprodukte eosinophiler Granulozyten Wie kommt eine Immunreaktion in Gang? Die primäre Immunantwort 6.1.1 Unmittelbar wirksame Abwehrmechanismen 6.1.2 Die Entzündungsreaktion 6.1.3 Die Aktivierung des adaptiven Immunsystems 6.1.4 Die Kostimulation – “It takes two to tango” Die sekundäre Immunantwort 6.2.1 Die Keimzentrumsreaktion – koordinierte Immunität von B- und T-Zellen (und dendritischen Zellen) 6.2.2 Die T-Zell-unabhängige Antikörperproduktion Das Mikromilieu entscheidet über die Qualität der Immunantwort Wie wird eine Immunantwort koordiniert? Zytokine und Zytokinrezeptoren Dendritische Zellen im Zentrum der Macht 7.2.1 Die Feuermelder des Immunsystems 7.2.2 Was T-Helferzellen alles können Angeborene und erworbene Immunität – ein immunregulatorisches Netzwerk 7.3.1 Inflammation oder Antiinflammation? 7.3.2 Immunglobuline und Fc-Rezeptoren 7.3.3 Komplement und Komplementrezeptoren 58 59 59 60 60 61 63 63 63 63 64 65 67 68 69 69 71 71 74 74 75 76 76 78 79 Inhaltsverzeichnis 7.4 7.5 8 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11 Chemokine und Chemokinrezeptoren Neuroimmunoendokrine Regelkreise 81 Wie wird eine Immunantwort wieder abgeschaltet? 85 Kann das Immunsystem auf verschiedene Herausforderungen unterschiedlich reagieren? Abwehr von Infektionserregern Elimination von nicht infektiösen Fremdantigenen Elimination fremder eukaryotischer Zellen Elimination körpereigener apoptotischer Zellen Toleranz gegenüber körpereigenen Antigenen Toleranz gegenüber Nahrungsmittelantigenen Förderung des fötalen Wachstums Tumorerkennung und -abwehr Wundheilung Gewebereparatur durch Knochenmarkstammzellen Alternsabhängige Immunkompetenz 11.1.2 79 88 88 Zentrale B-Zell-Toleranz im Knochenmark 11.1.3 Zentrale NK-ZellToleranz 11.2 Periphere Toleranz 11.2.1 Ignoranz 11.2.2 Homöostatische Mechanismen 11.2.3 Deletion 11.2.4 Anergie 11.2.5 Suppression 11.2.6 Periphere B-ZellToleranz 12 89 12.1 90 90 90 90 92 93 12.2 12.3 12.4 94 13 97 97 97 13.1 Wie vereinbart sich ein breites, zufällig entstandenes Antigenrezeptor-Repertoire mit immuno100 logischer Selbsttoleranz? 11.1 Zentrale Toleranz 100 11.1.1 Die T-Zell-Entwicklung im Thymus 100 13.3 10.1 10.2 11 Wie funktioniert das Immungedächtnis? B-Zell-Gedächtnis T-Zell-Gedächtnis 102 102 103 103 103 103 103 104 105 89 94 10 VII 13.2 14 Was passiert an den Grenzflächen? Das mukosale Immunsystem 12.1.1 Die Spezialtruppe der intraepithelialen Lymphozyten 12.1.2 Sekretorisches IgA – eine leise Waffe Orale Toleranz Die Initiierung einer systemischen Infektabwehr Die Rolle der kommensalen Darmflora Wie kommen die Zellen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort? Wege der Immunzellen durch den Organismus Postleitzahlen – oder die molekularen Grundlagen des homing Treffen im Gewimmel Die Funktionen des Immunsystems in der Übersicht 107 107 108 109 109 111 111 113 113 114 115 118 VIII Inhaltsverzeichnis IMMUNOLOGISCHE ARBEITSTECHNIKEN AUF EINEN BLICK 15 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10 15.11 15.12 15.13 15.14 15.15 15.16 In vitro-Methoden Quantitative Immunpräzipitation Agglutinationstests Herstellung monoklonaler Antikörper Western-Blotting Enzym-Immunoassay (ELISA) Immunfluoreszenz und Immunhistochemie Durchflusszytometrie Immunadsorption Zellseparation mit antikörperbeladenen, magnetischen Partikeln HLA-Typisierung ELISPOT Phagozytosetest und intrazelluläres Killing Zytotoxizitätstests Messung der Zellproliferation Tetramer-Technologie Hybridisierungstechnologien 15.16.1 PCR 15.16.2 RT-PCR 122 122 122 122 126 126 128 128 131 131 131 132 133 133 134 135 135 135 137 15.16.3 Quantitative real-time PCR 15.16.4 Restriktionsanalyse und Southern-Blot 15.16.5 Northern-Blot 15.16.6 In situ-Hybridisierung 15.16.7 Mikroarray-Technologie 15.16.8 Small interfering RNA (siRNA) 15.16.9 Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) 15.17 Rekombinante DNA-Technologien 15.17.1 Gentransfer und Herstellung rekombinanter Proteine 15.17.2 Gen-Knock-out 142 144 16 16.1 16.2 16.3 145 145 146 146 In vivo-Methoden Hauttests Adoptiver Zelltransfer Transgene und gendefiziente Tiere 138 139 140 140 141 141 141 142 DAS DEFEKTE IMMUNSYMSTEM 17 18 Immunpathologische Krankheitszustände in der Übersicht 18.2.3 150 Wann können körpereigene 152 Antikörper krank machen? 18.1 IgE-vermittelte Allergien 152 18.1.1 Systemische Anaphylaxie 153 18.1.2 Asthma bronchiale, Urtikaria, atopisches Ekzem, Nahrungsmittelallergien 154 18.2 Autoreaktive IgG-Antikörper 156 18.2.1 Kreuzreagierende, pathogenspezifische Antikörper 156 18.2.2 Autoreaktive zytotoxische Antikörper 157 Agonistische Anti-RezeptorAntikörper 157 18.2.4 Antagonistische AntiRezeptor-Antikörper 158 18.3 Immunkomplexvermittelte Erkrankungen 159 19 19.1 19.2 19.3 Wann können Immunzellen körpereigene Zellen zerstören? Autoreaktive CTLs TH1/TH17-vermittelte, proinflammatorische Zellaktivierung TH2-vermittelte Eosinophilenaktivierung 161 161 162 164 20 Kann das Immunsystem unterwandert werden? 20.1 Infektionserreger 20.1.1 Immunzellen als Habitat 20.1.2 Unterwanderung der angeborenen Abwehrmechanismen 20.1.3 Unterwanderung des adaptiven Immunsystems 20.2 Tumoren 20.2.1 Passive Mechanismen der Tumortoleranz 20.2.2 Aktive Toleranzinduktion durch Tumoren 20.2.3 Förderung von Tumorwachstum durch das Immunsystem (Tumorenhancement) 165 165 165 165 167 170 170 170 Inhaltsverzeichnis IX Gefährliche Dysregulationen 173 173 174 174 21 21.1 21.2 21.3 Sepsis Schlaganfall Fibrosierung 22 22.1 22.2 Angeborene Immundefekte Erworbene Immundefekte Immundefekte Therapiebedingte Immunopathien 23.1 Arzneimittelnebenwirkungen 23.2 Transplantatabstoßung/GvHD 23.2.1 Transfusionszwischenfälle 23.2.2 Transplantatabstoßung 23.2.3 Graft-versus-host disease (GvHD) 175 175 175 23 180 180 181 181 181 183 172 INTERVENTIONSMÖGLICHKEITEN 24 24.1 24.2 25 25.1 25.2 25.3 25.4 Immunstimulation Aktive Immunisierung gegen Infektionserreger Tumorvakzinierung 186 25.5 186 188 25.6 Immunsuppression Toleranzinduktion Immunsuppression mit Immunglobulinen Rh-Prophylaxe Selektive Immunsuppression 190 190 191 191 192 26 26.1 26.2 26.3 26.4 Therapie mit monoklonalen Antikörpern Extrakorporale Immunadsorption Substitution Passive Immunisierung Immunglobulinsubstitution Einsatz rekombinanter Proteine Transplantation von Knochenmarkstammzellen 193 195 196 196 196 196 197 Ausblick 197 F & Z 6 Chemokine und ihre Rezeptoren F & Z 7 NK-Zell-Rezeptoren F & Z 8 Toll-like- und NOD-likeRezeptoren und ihre Liganden F & Z 9 Beispiele monogenetischer angeborener Immundefekte 249 252 Anhang: Fakten und Zahlen F&Z1 F&Z2 F&Z3 F&Z4 F&Z5 Komplement Die CD-Nomenklatur Signaltransduktionsmodule Selektine und ihre Liganden Zytokine und ihre Rezeptoren 200 201 242 243 244 253 254 Abkürzungsverzeichnis 256 Register 260
