Selbsterkenntnis des Immunsystems (SdW 1.92) - doc

Selbsterkenntnis des Immunsystems (SdW 1.92)
Kardinalproblem: Unterscheidung zwischen "Selbst" und "Fremd"
Ausgangssituation:
Körperzellen besitzen spezifische MHC-Proteine auf ihrer Zellmembranoberfläche, die sie
a)als körpereigen ausweisen,
b)in zwei Klassen aufteilen (MHC I bzw. MHC II)
c)körpereigene oder körperfremde Antigene präsentieren lassen.
Zellen des Immunsystems schließlich (T-Zellen, B-Zellen) besitzen einen so genannten
spezifischen Alpha-Beta-T-Zellreceptor innerhalb ihrer Zellmembran (mit konstantem und
variablem Bereich), der Doppelspezifität besitzt:
1. Er besitzt eine Bindestelle für MHC-Molekültyp I oder II
2. Er besitzt eine hochspezifische Bindestelle für Antigenstrukturen (variable Domäne),
vergleichbar mit freien Antikörpern, die von B-Zellen gebildet werden.
Außerdem besitzt jede T-Zelle zusätzlich an anderer Stelle einen sog. Hilfsreceptor:
CD4-Typ: bei T-Helferzellen
CD8-Typ: bei T-Killerzellen
...
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Einteilung und Funktion der MHC-Proteine:
MHC-Molekül der Klasse I (MHC I):
Vorkommen: Körperzellen (allgemein), inkl. Bindestelle für Hilfsreceptortyp: CD8
Funktion: Andockstelle für T-Killerzellen
Bau und Funktion der T-Killerzellen
T-Killerzellen besitzen anhand eines Alpha-Beta-T-Zellreceptors Doppelspezifität:
1.Sie erkennen ihr spezifisches Antigen,
2.sie erkennen ein spezifisches MHC-Molekül (MHC I)
3.sie besitzen einen spezifischen Hilfsreceptortyp: CD8
Aktivierung von T-Killerzellen
1. Spezifische Prä-T-Killerzelle heftet sich an Virus-Protein-präsentierende Körperzelle
(MHC I, CD8) an. Dies bewirkt eine Aktivierung der prä-T-Killerzelle, die sich in
Zellteilungs- und Differenzierungsvorgängen äußert.
2. Die aktivierte T-Killerzelle heftet sich erneut an und zerstört eine infizierte Körperzelle
enzymatisch (Perforin).
MHC-Moleküle der Klasse II (MHC II)
Vorkommen: (ausschließlich) auf Zellen des Immunsystems (T-, B-Zellen, Makrophagen),
inkl. Bindestelle für CD4
Funktion: Andockstelle für T-Helferzellen
Bau und Funktion der T-Helferzellen
T-Helferzellen besitzen anhand eines Alpha-Beta-T-Zellreceptors Doppelspezifität:
1.Sie erkennen ein spezifisches Antigen,
2.sie erkennen ein spezifisches MHC-Molekül (MHC II)
3.Sie besitzen den Hilfsreceptortyp CD4
...
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Aktivierung von T-Helferzellen:
1. Spezifische prä-T-Helferzelle dockt an ein von Makrophagen mit Hilfe von MHC IIProtein präsentiertes Fremd-Antigen auch unter Verwendung des Hilfsreceptors CD4
an. Dies bewirkt eine Aktivierung der prä-T-Helferzelle, die sich in Zellteilungs- und
Differenzierungsvorgängen äußert.
2. Die aktive T-Helferzelle gibt Interleukine ab, die spezifische B-Zellen zur Teilung,
Differenzierung und Produktion von spezifischen Antikörpern anregt.
Beschaffenheit der Domäne des Alpha-Beta-T-Zellreceptors
Siehe auch Immungenetik (Antikörpervielfalt):
Zufallsprinzip bei der Entstehung des Alpha-Beta-T-Zellreceptors:
1.Durch Rekombination
2.Durch Mutation (somatisch)
so entstehen mehr als 100 000 000 Alpha-Beta-T-Zellreceptortypen
Problematik:
Existenz von potentiell nützlichen Typen,
von nutzlosen Typen,
von gefährlichen Typen
Definitionen:
nützlich:
Erkennen körperfremde Antigene und passen an körpereigene MHCProteine, die diese präsentieren.
nutzlos:
Können an körpereigne MHC-Moleküle nicht andocken.
gefährlich:
Erkennen körpereigene Antigene und passen an körpereigene MHCProteine, die diese präsentieren. (Selbstzerstörung)
Notwendigkeit der Selektion der potentiell nützlichen Typen (klonale Selektion) und
Auslöschung der anderen Typen (klonale Deletion)
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Selektionsprozess im Thymus
1. Phase
Den T-Vorläuferzellen mit CD4- und CD8-Hilfsreceptoren werden (möglichst alle)
körpereigenen Antigentypen präsentiert:
Folgende Möglichkeiten eröffnen sich:
1. T-Vorläuferzellen binden an spez. körpereigene MHC-Moleküle und an körpereigene
Antigene, sie sind gefährliche Zellen (Selbstzerstörung) und werden eliminiert (Klonale
Auslöschung).
2. T-Vorläuferzellen können sich nicht an körpereigene MHC-Moleküle binden, sie sind
nutzlos und verkümmern.
3. T-Vorläuferzellen binden an körpereigene MHC-Moleküle, aber nicht an körpereigene
Antigene, sie sind potentiell nützliche Zellen, da sie evtl. körperfremde Antigene
erkennen und werden gefördert (Klonale Selektion). Bei Kontakt mit MHC I-Zellen
verlieren die TVorläuferzellen (Thymocyten) ihren CD4-Rezeptor und behalten ihren
CD8-Rezeptor, sie entwickeln sich zu prä-T-Killerzellen. Bei Kontakt mit MHC II-Zellen
verlieren die Thymocyten ihren CD8-Rezeptor und behalten ihren CD4-Rezeptor, sie
entwickeln sich zu prä-T-Helferzellen.
2. Phase
Potentiell nützliche prä-T-Zellen verlassen den Thymus und werden durch Kontakt mit
passenden Zellen (Doppelspezifität) aktiviert und entwickeln sich zu reifen T-Helfer- oder
T-Killerzellen