Lexikon der Biologie



cytotoxische T-Lymphocyten



Wie alle T-Lymphocyten erkennen cytotoxische T-Lymphocyten das Antigen nur bei gleichzeitiger Erkennung der Histokompatibilitäts-(MHC-)Moleküle (Histokompatibilitäts-Antigene, Haupt-Histokompatibilitäts-Komplex) der Zielzelle (assoziative Erkennung). Die CD8-T-Lymphocyten erkennen das Antigen zusammen mit den MHC-Molekülen der Klasse I. Um zu CTLs auszudifferenzieren und im peripheren Gewebe infizierte Zellen abtöten zu können, müssen die naiven CD8-T-Lymphocyten zunächst in sekundären lymphatischen Organen aktiviert werden. An diesem als priming bezeichneten Prozeß sind neben den CD8-T-Lymphocyten auch CD4-Helfer-T-Lymphocyten (Helfer-Zellen) und professionelle Antigen-präsentierende Zellen (APC's) beteiligt. Die APC's präsentieren z. B. virale Antigene in MHC-Molekülen der Klassen I und II auf ihrer Zelloberfläche. Zunächst bindet vermutlich ein CD4-Helfer-T-Lymphocyt mit seinem T-Zell-Rezeptor an einen MHC-II-Antigen-Komplex auf der APC. Eine zusätzliche Wechselwirkung über CD40/CD154 aktiviert dabei die APC. Die aktivierte APC exprimiert nun alle costimulatorischen Moleküle (Costimulation), um die CD8-T-Lymphocyten zur Proliferation und zur Differenzierung in CTLs anzuregen. Dazu muß ein CD8-T-Lymphocyt über seinen T-Zell-Rezeptor an einen MHC-I-Antigen-Komplex auf der APC binden und zusätzliche Wechselwirkungen über Corezeptoren eingehen. Diese komplexen gegenseitigen Abhängigkeiten sind notwendig, um mögliche autoreaktive CD8-T-Lymphocyten zu identifizieren und zu eliminieren. So führt z. B. eine Bindung des T-Zell-Rezeptors an den MHC-I-Antigen-Komplex ohne die notwendigen costimulatorischen Signale zur Anergie des CD8-T-Lymphocyten. Ein ausdifferenzierter CTL patrouilliert durch Blut- und Lymphsystem, bis er durch Chemokine und veränderte Adhäsionsmoleküle (Adhäsine) auf Endothelzellen dazu veranlaßt wird, ins Gewebe und zum Infektionsherd einzuwandern. Trifft er dort auf eine infizierte Zielzelle, so bindet er sie zunächst über Adhäsionsmoleküle. Paßt im nächsten Schritt nun das von der Zielzelle in MHC-I-Molekülen präsentierte Antigen auf den T-Zell-Rezeptor der CTL, so beginnt diese mit der Zerstörung der Zielzelle. Dazu gibt sie an der Zell-Zell-Kontaktstelle gezielt den Inhalt lytischer Granula ab. Diese Granula beinhalten Cytotoxine (Perforin und Granzyme). Die Cytotoxine sowie eine Aktivierung des Fas-Signalweges (Fas) lösen in der Zielzelle ein Selbstzerstörungs-Programm (Apoptose) aus. Eine indirekte Wirkung üben die CTL zusätzlich über die Freisetzung von inflammatorischen Cytokinen (z. B. Interferon γ; Interferone) aus. Durch die Cytokine werden z. B. Makrophagen angelockt und aktiviert. Da eine CTL-vermittelte Immunantwort entscheidend an der Abstoßung von Gewebe- und Organtransplantaten (Transplantatabstoßung) beteiligt ist, wird die Aktivierung von CTL derzeit stark erforscht. Eine wichtige Frage ist dabei, wie Antigene des Transplantats in den MHC-I-Präsentationsweg der körpereigenen Antigen-präsentierenden Zellen und in die sekundären lymphatischen Organe gelangen. Könnte man diesen als cross-priming bezeichneten Prozeß unterdrücken, so ließe sich die Transplantat-Toleranz deutlich erhöhen. O.L.





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