Der wichtigste Schritt bei der Entwicklung einer spezifischen zellulären Immunantwort ist die Aktivierung der T-Lymphozyten-Population. Diese Zellen können jedoch einen in den Körper eingedrungenen Fremdstoff nicht selbstständig erkennen und beginnen, ihre Funktionen auszuführen. Um den T-Lymphozyten zu aktivieren, werden spezielle Helfer benötigt – Antigen-präsentierende Zellen (APCs), die als Teil eines großen Histokompatibilitätskomplexes zweiter Klasse (MHC II) ein Fremdmaterialfragment auf ihrer Oberfläche präsentieren.
MHC II sind spezielle Moleküle, für die die Oberflächen-T-Helfer-Rezeptoren spezifisch sind.
Das Konzept der antigenpräsentierenden Zellen
APCs sind die Helferzellen des Immunsystems. Unter ihnen gibt es „Profis“, die native T-Helfer „einsch alten“können, die nicht nur ein Antigen präsentieren, sondern bei Kontakt auch ein induzierendes Signal erzeugen. Aktivierte T-Lymphozyten erwerbendie Fähigkeit, Fremdfragmente auf den Membranoberflächen nicht nur von APC, sondern auch von allen anderen präsentationsfähigen Zellen zu erkennen. Im letzteren Fall erscheint das Antigen jedoch als Teil von MHC I, nicht II.
Native T-Helferzellen, die noch nie mit fremden Erregern in Kontakt gekommen sind, können nur mit dem Antigen-MHC II-Komplex interagieren, der ausschließlich im APC gebildet wird. Antigen-präsentierende Zellen des Immunsystems sind also Zellen, die in der Lage sind, Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexes der zweiten Klasse auf der Oberfläche zu exprimieren.
Die APC-Population ist eine heterogene Gruppe von Leukozyten mit ausgeprägten immunstimulierenden Eigenschaften. Es umfasst mehrere Arten von Zellen, die in der Lage sind, Fremdstoffe durch Phago- oder Endozytose zu absorbieren und sie als Teil von Rezeptoren an die Oberfläche zu bringen, die von T-Helfern bei Kontakt erkannt werden können. Letztere lösen eine ganze Kaskade von Immunantworten aus, was die Bedeutung von APC unterstreicht.
Funktionsweise des AIC
Die Funktion antigenpräsentierender Zellen besteht nicht nur darin, ein spezifisches Signal zu präsentieren, sondern auch zu induzieren, das bei Kontakt eine native T-Zelle aktiviert, die noch nie auf ein Antigen gestoßen ist.
Die Arbeit der AIC besteht aus zwei Phasen:
- Verarbeitung - Restriktion eines Antigenmoleküls in kleine Fragmente;
- Präsentation - Einbetten des antigenen Peptids in MHC und Exportieren des ErgebnissesKomplex auf der Membranoberfläche.
Der größte Teil der APC wird im Knochenmark gebildet.
Wenn eine Antigen-präsentierende Zelle mit einem T-Lymphozyten in Kontakt kommt, erkennen dessen Rezeptoren das durch den Einbau eines fremden Peptids modifizierte MHC-Molekül. In diesem Fall wird der Effekt der Kostimulation ausgeführt.
Welche Zellen gelten als Antigen-präsentierend
In der Immunologie sind antigenpräsentierende Zellen Zellen, die in der Lage sind:
- exprimieren zweitklassige MHC-Moleküle auf der Membranoberfläche;
- induzieren ein stimulierendes Signal an die T-Zellpopulation.
Ein besonders wichtiges Kriterium ist die Präsentation des Antigens in Kombination mit MHC II, das vom T-Helfer erkannt werden kann. Fast alle Zellen sind in der Lage, ein fremdes Molekül als Teil von MHC 1 zu verarbeiten, aber sie werden nicht als Antigen-Präsentatoren bezeichnet.
Varietäten von APK
In der Immunologie werden Antigen-präsentierende Zellen in zwei große Gruppen eingeteilt: professionelle und nicht-professionelle.
Professionelle AICs beinh alten:
- Makrophagen;
- dendritische Zellen;
- B-Zellen.
Die Population dendritischer Zellen ist ziemlich umfangreich und unterteilt in:
- weiße Epidermozyten (Langerhans-Zellen);
- interdigitale Thymuszellen;
- follikuläre dendritische Zellen (FDC).
Alle spezialisierten APCs haben die Fähigkeit, costimulatorische Signale an native T-Lymphozyten zu liefern, was alsSensibilisierungsfunktion.
Unprofessionelle APKs sind:
- Gliazellen des Gehirns;
- Epithelzellen von Thymus und Schilddrüse;
- endotheliale Gefäßzellen;
- Betazellen der Bauchspeicheldrüse;
- dermale Fibroblasten.
Nicht spezialisierte APCs können Antigen-MHC-II-Komplexe nur nach Stimulation mit Zytokinen, die Interferon-Gamma und andere Substanzen sein können, bilden und ausscheiden.
Lokalisierung und Migration von APC im Körper
Antigen-präsentierende Zellen befinden sich überwiegend in:
- skin;
- Lymphknoten;
- thymus;
- Epithel und subepitheliale Schicht der meisten Schleimhäute.
APCs, die in der Epidermis konzentriert sind, werden Langerhans-Zellen genannt. Nachdem sie das Antigen in Kombination mit MHC auf der Oberfläche präsentiert haben, wandern sie zu den regionalen Lymphknoten, wo sie mit T-Lymphozyten interagieren. Die Bewegung der APC von Langerhans erfolgt entlang der afferenten Lymphgefäße.
Eine spezifische Population follikulärer dendritischer Zellen (FDCs), die für die Antigenpräsentation an B-Lymphozyten verantwortlich sind, ist im lymphatischen Gewebe der Schleimhäute und in den Follikeln der Lymphknoten konzentriert.
Die Besonderheit von FDCs ist, dass sie nicht als Reaktion auf eine Infektion wandern, sondern ständig Teil eines stabilen Netzwerks sind, das aus eigenen Prozessen gebildet wird, die durch Desmosomen miteinander verbunden sind.
Angen Präsentationsmechanismus
Wie schonWie oben angemerkt, geht die Antigenpräsentation der Verarbeitung voraus. Zunächst verschlingt die antigenpräsentierende Zelle den Fremdstoff durch Phagozytose oder Endozytose. Dann werden in speziellen Organellen (Phagosomen oder Proteosomen) mit Hilfe von Enzymen antigene Proteine in kleine Fragmente von 8-12 Aminosäureresten Länge geschnitten.
Exogene Peptide, die in die APC gelangen, sind Produkte der Phagozytenverdauung. In der antigenpräsentierenden Zelle erfolgt deren weitere Restriktion in kleinere Peptide. Endogene Peptide werden in Proteasomen verarbeitet.
Dann verbindet sich das Antigenfragment mit dem Haupthistokompatibilitätskomplex. In der räumlichen Konformation des MHC-Moleküls gibt es einen speziellen Hohlraum, in dem das fremde Peptid platziert wird. Der resultierende Antigen-MHC-Komplex wird an die Oberfläche der APC-Membran transportiert.
