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Lexikon der Biologie

Antigen-präsentierende Zellen

Antigen-präsentierende Zellen, Abk. APC's, alle Zellen, die Antigen (Antigene) in einer Form auf ihrer Oberfläche darbieten, die durch T-Zellen (T-Lymphocyten) erkannt werden kann. Die gängige Vorstellung ist, daß in der Zelle produzierte Moleküle, wie etwa virale Proteine, aber auch körpereigene Genprodukte, in der Regel auf den Histokompatibilitäts-(MHC-)Molekülen der Klasse I auf der Zelloberfläche präsentiert werden (Histokompatibilitäts-Antigene, Haupt-Histokompatibilitäts-Komplex), während Moleküle, die die Zelle durch Endocytose aufgenommen hat, auf den Histokompatibilitäts-(MHC-)Molekülen der Klasse II präsentiert werden. Da die MHC-Moleküle der Klasse I auf allen kernhaltigen Zellen gefunden werden, kommen alle diese Zellen als APC's in Frage. Werden dabei Moleküle präsentiert, die das Immunsystem als fremd erkennt (wie z. B. die viralen Proteine), führt dies zur Eliminierung der Zelle durch cytotoxische T-Lymphocyten. Die MHC-Moleküle der Klasse I und II dagegen finden sich nur auf bestimmten Zellen: dendritische Zellen, Langerhans-Zellen, Makrophagen, Kupffer-Zellen (Kupffersche Sternzellen), B-Zellen (B-Lymphocyten), Endothelzellen (Endothel) und Fibroblasten. Bei den beiden letztgenannten muß die Expression jedoch induziert werden. Als professionelle APC's werden dendritische Zellen, Makrophagen und B-Zellen bezeichnet. Nur sie können naive T-Zellen (naive Lymphocyten) aktivieren, indem sie Antigene auf MHC-II-Molekülen präsentieren (Antigen-Präsentation) und costimulierende Moleküle (Costimulation) auf der Zelloberfläche exprimieren. Diese drei Zelltypen weisen jedoch große Unterschiede bezüglich der Art der Antigene und deren Aufnahme auf. Dendritische Zellen nehmen Antigene in löslicher Form (Pinocytose), über Rezeptoren (z. B. Mannose-Rezeptor) und als Partikel (Phagocytose) auf und können von vielen verschiedenen Viren infiziert werden (Virusinfektion), von denen sie Peptide auf ihrer Zelloberfläche präsentieren. Sie sind in Epithelien (Epithel, Haut), Bindegewebe und in lymphatischen Organen lokalisiert, wo sie, je nach Lokalisation, unterschiedliche Eigenschaften besitzen. So sind die Langerhans-Zellen in der Haut zu einer effizienten Antigenaufnahme in der Lage, exprimieren jedoch keine costimulatorischen Moleküle. Wandern sie mit Antigenen beladen zu den lymphatischen Organen, so verlieren sie die Fähigkeit, Antigene aufzunehmen, bilden dort aber verstärkt costimulatorische Moleküle, um T-Zellen effektiv aktivieren zu können. Dendritische Zellen exprimieren MHC-II-Moleküle konstitutiv und werden als die wichtigsten APC's, die Stimulierung naiver T-Zellen betreffend, betrachtet. Makrophagen nehmen vor allem partikuläre Antigene (Mikroorganismen) auf, wofür sie eine Reihe von Rezeptormolekülen besitzen, die mikrobielle Bestandteile erkennen, wie z. B. Mannose-, Scavenger- und Lipopolysaccharid-(LPS-)Rezeptoren. Im Ruhezustand exprimieren sie MHC-II-Moleküle nur schwach und keine costimulierende Moleküle. Die Aufnahme von Mikroorganismen induziert die Expression dieser Oberflächenmoleküle. Makrophagen sind in Körperhohlräumen (z. B. Bauchhöhle), Bindegewebe und lymphatischen Geweben lokalisiert. B-Zellen nehmen vor allem lösliche Antigene und Viren über ihre antigenspezifischen Oberflächenrezeptoren (Immunglobuline) auf. Sie exprimieren MHC-II-Moleküle konstitutiv, wogegen die Bildung costimulatorischer Moleküle induziert werden muß. B-Zellen findet man im peripheren Blut und in lymphatischen Organen. Diese drei Zelltypen sind in der Lage, dem Immunsystem Antigene zu präsentieren und eine adaptive Immunantwort (adaptive Immunität) auszulösen bzw. zu modulieren, indem sie antigenspezifische T-Helfer-Zellen (Helfer-Zellen) aktivieren. akzessorische Zellen, Antigen-Präsentation.

U.T./R.We.

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