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23.18: Antigen-präsentierende Zellen - Biologie

23.18: Antigen-präsentierende Zellen - Biologie


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Im Gegensatz zu den NK-Zellen des angeborenen Immunsystems sind B-Zellen (B-Lymphozyten) eine Art von weißen Blutkörperchen, die Antikörper bilden, während T-Zellen (T-Lymphozyten) eine Art von weißen Blutkörperchen sind, die eine wichtige Rolle im Immunsystem spielen Antwort. Suppressor-T-Zellen deaktivieren bei Bedarf T- und B-Zellen und verhindern so, dass die Immunantwort zu stark wird.

Ein Antigen ist ein fremdes oder „fremdes“ Makromolekül, das mit Zellen des Immunsystems reagiert. Nicht alle Antigene lösen eine Reaktion aus. Individuen produzieren beispielsweise unzählige „Selbst“-Antigene und sind ständig harmlosen Fremdantigenen wie Nahrungsproteinen, Pollen oder Staubbestandteilen ausgesetzt. Die Unterdrückung von Immunreaktionen auf harmlose Makromoleküle ist stark reguliert und verhindert typischerweise Prozesse, die für den Wirt schädlich sein könnten, bekannt als Toleranz.

Das angeborene Immunsystem enthält Zellen, die potenziell schädliche Antigene erkennen und dann die adaptive Immunantwort über das Vorhandensein dieser Antigene informieren. Ein Antigen-präsentierende Zelle (APC) ist eine Immunzelle, die eine Infektion erkennt, verschlingt und die adaptive Immunantwort darüber informiert. Wenn ein Pathogen nachgewiesen wird, phagozytieren diese APCs das Pathogen und verdauen es, um viele verschiedene Fragmente des Antigens zu bilden. Antigenfragmente werden dann an die Oberfläche der APC transportiert, wo sie als Indikator für andere Immunzellen dienen. Dendritische Zellen sind Immunzellen, die Antigenmaterial verarbeiten; sie sind in der Haut (Langerhans-Zellen) und der Auskleidung von Nase, Lunge, Magen und Darm vorhanden. Manchmal präsentiert sich eine dendritische Zelle auf der Oberfläche anderer Zellen, um eine Immunantwort zu induzieren, und fungiert somit als Antigen-präsentierende Zelle. Makrophagen fungieren auch als APCs. Vor der Aktivierung und Differenzierung können B-Zellen auch als APCs fungieren.

Nach der Phagozytose durch APCs verschmilzt das phagozytische Vesikel mit einem intrazellulären Lysosom und bildet ein Phagolysosom. Innerhalb des Phagolysosoms werden die Komponenten in Fragmente zerlegt; die Fragmente werden dann auf MHC-Klasse-I- oder MHC-Klasse-II-Moleküle geladen und zur Antigenpräsentation an die Zelloberfläche transportiert, wie in Abbildung 1 dargestellt. Beachten Sie, dass T-Lymphozyten nicht richtig auf das Antigen reagieren können, es sei denn, es wird prozessiert und in ein MHC . eingebettet II-Molekül. APCs exprimieren MHC auf ihren Oberflächen, und wenn diese Komplexe mit einem fremden Antigen kombiniert werden, signalisieren diese Komplexe einen „fremden“ Eindringling. Sobald das Antigenfragment in das MHC-II-Molekül eingebettet ist, kann die Immunzelle reagieren. Helfer-T-Zellen sind eine der wichtigsten Lymphozyten, die auf Antigen-präsentierende Zellen reagieren. Denken Sie daran, dass alle anderen kernhaltigen Zellen des Körpers MHC-I-Moleküle exprimierten, die „gesund“ oder „normal“ signalisieren.

Diese Animation der Rockefeller University zeigt, wie dendritische Zellen als Wächter im Immunsystem des Körpers agieren.

Schicksal von Antigen-präsentierenden Zellen nach Antigen-Präsentation zu Helfer-T-Zellen

In vielen Texten werden die Antigen-präsentierenden Zellen (APCs), die T-Helfer-Zell-Antworten initiieren, oft "vergessen", nachdem ihre Antigen-Präsentationsfunktion diskutiert wurde. Ich habe mich gefragt, wie die Antigene in diesen Zellen zerstört werden, da sie an MHC II-Protein (nicht MHC I) komplexiert sind.

Ja, die Makrophagen können von bereits aktivierten T-Helferzellen zusätzliche Signale erhalten, um die in ihrem Zytosol enthaltenen Krankheitserreger zu zerstören, aber was ist mit B-Zellen und dendritischen Zellen, denen diese Fähigkeiten fehlen?


Αβ T-Zell-Antigenrezeptor-Erkennung von CD1a, die selbst Lipidliganden präsentieren

Ein zentrales Paradigma der αβ-T-Zell-vermittelten Immunität ist die gleichzeitige Ko-Erkennung von Antigenen und Antigen-präsentierenden Molekülen durch den αβ-T-Zell-Antigenrezeptor (TCR). CD1a präsentiert ein breites Repertoire an Lipid-basierten Antigenen. Wir fanden, dass ein prototypischer autoreaktiver TCR CD1a band, wenn er eine Reihe von permissiven endogenen Liganden präsentierte, während andere Lipidliganden für die TCR-Bindung nicht permissiv waren. Die Strukturen von zwei TCR-CD1a-Lipid-Komplexen zeigten, dass der TCR über das A'-Dach von CD1a in einer Weise andockte, die einen direkten Kontakt mit permissiven Liganden ausschloss. Nicht-permissive Liganden hemmten indirekt die TCR-Bindung, indem sie die TCR-CD1a-Kontaktzone unterbrachen. Die ausschließliche Erkennung von CD1a durch den TCR stellt einen bisher unbekannten Mechanismus dar, durch den αβ-T-Zellen indirekt Selbstantigene wahrnehmen, die an ein Antigen-präsentierendes Molekül gebunden sind.

Figuren

BK6 TCR-CD1a Autoreaktivität und Masse…

BK6 TCR-CD1a-Autoreaktivitäts- und Massenspektrometrie-Analysen des CD1a-Ag-Komplexes. ( ein )…

Identifizierung von Lipidantigenen aus…

Identifizierung von Lipidantigenen von CD1a durch Massenspektrometrie. ( ein ) Nach…

Lipide, die von CD1a präsentiert werden, modulieren…

Lipide, die von CD1a präsentiert werden, modulieren die BK6-TCR-Interaktionen. ( ein ) BK6.Jurkat Zellen…

BK6 bindet an CD1a unabhängig…

BK6 bindet an CD1a unabhängig vom direkten Antigenkontakt. Vertretung der BK6…

Molekulare Details des BK6…

Molekulare Details der BK6 TCR-CD1a-Schnittstelle. ( a-c ) Strukturelle Darstellung von…

Mutationsanalyse, die Schlüsselinteraktionen definiert…

Mutationsanalyse, die Schlüsselinteraktionen zwischen dem BK6-TCR und CD1a definiert. ( ein…

Vergleich von CD1a-Antigen-Strukturen aus…

Vergleich von CD1a-Antigen-Strukturen aus binären und ternären Komplexen. Vertretung der (…


Diskussion

Schweres COVID-19 birgt eine komplexe Physiopathologie, die auf Wirt-Pathogen-Interaktionen zurückzuführen ist, die sich im Laufe der Zeit entwickeln, und beinhaltet eine Vielzahl von zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen. Daher sind detaillierte Studien zu verschiedenen Immunzellkompartimenten erforderlich, um einen globalen Überblick über den Prozess zu erhalten. DCs sind von zentraler Bedeutung für Immunantworten, indem sie die angeborene und die adaptive Immunität, insbesondere während einer Infektion, miteinander verknüpfen 31 . DCs sind seltene Zelltypen, die aus mehreren Untergruppen bestehen 32 , was dedizierte Studien zur Aufdeckung mutmaßlicher Dysfunktionen rechtfertigt. Bisher ist sehr wenig über die Rolle von DC-Untergruppen bei COVID-19 bekannt 44,45,46 . scRNAseq-Atlas-Studien zu Gesamt-PBMCs bei Patienten mit schwerem und mittelschwerem COVID-19 identifizierten entzündliche Monozyten, die für MHC-II-Moleküle defekt waren 12 , wie zuvor bei Patienten mit schwerer Sepsis gezeigt wurde 47 , und erhöhte Apoptosewege sowohl in NK-Zellen als auch in Monozyten 27,35, 48,49,50 . Bisher war keine dieser Studien darauf zugeschnitten, eine ausreichende Auflösung in die DC-Kompartimente zu liefern. Die Herausforderung ist noch größer, wenn man weiß, dass einige DC-Untergruppen wie pDCs und CD141 (CLEC9A) + DCs bei schwerem COVID-19 aus dem Blut erschöpft sind 45,51 . Eine aktuelle Studie analysierte PBMCs durch scRNAseq, nach DC-Anreicherung in EDTA-haltigem Medium, konzentrierte sich jedoch nur auf den IFN-Weg und ISGs 30 . Die meisten dieser Studien verwendeten gefrorene/aufgetaute PBMCs als biologisches Ausgangsmaterial, was möglicherweise einen Verlust in einigen seltenen DC-Untergruppen induziert. Durch gezielte Anreicherungsschritte, die unmittelbar nach der Blutentnahme (frische Proben) durchgeführt wurden, konnten wir ausreichende Zellzahlen erfassen, um molekulare Profile zu definieren und spezifische Defekte in allen bekannten DC-Untergruppen zu identifizieren.

Wie bei den meisten Immunzellen sind DCs nicht auf eine einzelne Funktion beschränkt 31 . Sie spielen eine Schlüsselrolle in der ersten Linie der Immunabwehr, indem sie mikrobielle Pathogene erkennen, und tragen auch zur direkten Kontrolle von Pathogenen durch die Produktion antimikrobieller Peptide und antiviraler Effektormoleküle bei 52 . Andere Effektorfunktionen umfassen die Sekretion von pro- und entzündungshemmenden Zytokinen und zytotoxischen Molekülen 31 . Schließlich fungieren sie als APCs für T-Zellen, mit denen sie durch sezernierte und Oberflächenmoleküle kommunizieren, die innerhalb der Immunsynapse exprimiert werden 53 . Durch die Verwendung von scRNAseq und einer Kombination aus überwachten und unüberwachten bioinformatischen Methoden konnten wir Defekte in fast allen diesen Prozessen in spezifischen APC-Untergruppen aufdecken, die mit dem Schweregrad von COVID-19 verbunden sind. Dies bietet die erste detaillierte molekulare Karte von DC-Untergruppen und zugrunde liegenden molekularen Signalwegen bei COVID-19.

Mehrere Studien haben einen Anstieg von entzündlichen Zytokinen bei schwerem COVID-19 gezeigt, was zur Schwere der Erkrankung beitragen kann 44 . Erhöhte zirkulierende IL-1β- und IL-6-Spiegel wurden bei Patienten mit schwerem COVID-19 festgestellt 9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,44 . Die zelluläre Quelle scheint jedoch nicht von zirkulierenden Zellen zu stammen, sondern eher von entzündlichen Monozyten, die von der Lunge angezogen werden 54, sowie Endothelzellen 23,24. Unsere Studie bestätigt diese Ergebnisse für IL-6, wobei keine signifikante Expression in den APC-Untergruppen nachgewiesen wurde. Wir fanden jedoch auf globaler Ebene eine erhöhte Expression von IL-1β, CXCL8 und CXCL2 in APCs, was zu einer systemischen Entzündung beitragen könnte. Parallel dazu beobachteten wir eine erhöhte TNF-Signalgebung in pDCs, aber eine Abnahme in Monozyten, was darauf hindeutet, dass verschiedene APCs unterschiedlich auf zirkulierende Entzündungsmediatoren reagieren können.

IFNs vom Typ I und III sind kritische antivirale Zytokine 55 . APCs sind eine zentrale Quelle für IFN nach der viralen Wahrnehmung. Studien haben gezeigt, dass Typ-I-IFN-Reaktionen bei schwerem COVID-19 6,9,17,21,28,29,30,46,48,56 beeinträchtigt sind, was zu einer anhaltenden Viruslast beitragen kann. Unsere Daten unterstützen diese Ergebnisse, da wir keine Expression von festgestellt haben IFN-α und IFN-λ1 über alle APC-Untergruppen hinweg. Wir konnten aber auch kritische Defekte in der Reaktion auf Typ I IFN feststellen. Erstens, Ausdruck von IFNAR1 und 2 war weltweit in APC-Untergruppen von Patienten mit schwerem COVID-19 verringert. Zweitens wurden die meisten nachgeschalteten ISGs (sowohl antivirale als auch Regulatoren der IFN-Signalgebung) bei Patienten mit schwerem COVID-19 in geringeren Konzentrationen exprimiert als bei HCs, von denen erwartet wird, dass sie selbst niedrige ISG-Werte exprimieren, da keine angeborene Stimulation vorliegt. Insgesamt war der IFN-Weg bei schweren COVID-19-APCs auf mehreren Ebenen defekt: IFN-Produktion, Rezeptorexpression und nachgeschaltete ISG-Reaktionen.

pDCs sind ein Zelltyp, der auf antivirale Immunität hochspezialisiert ist und große Mengen aller Typ-I-IFNs produziert 57 . Es wurde gezeigt, dass zirkulierende pDCs bei COVID-19 vermindert sind 51 , aber die zugrunde liegenden Mechanismen bleiben unbekannt. Wir identifizierten eine erhöhte Expression pro-apoptotischer Moleküle in pDCs von Patienten mit schwerem COVID-19. Dies legt nahe, dass pDCs durch erhöhten Zelltod global verändert werden könnten. In einer separaten Studie haben wir gezeigt, dass die in vitro-SARS-CoV-2-Stimulation von pDCs von gesunden Spendern zu einem verbesserten pDC-Überleben führt 58 , was darauf hindeutet, dass die erhöhte Apoptose, die wir bei pDCs von Patienten mit schwerem COVID-19 beobachtet haben, nicht auf direkte virusinduzierte Tötung. Parallel dazu entdeckten wir mehrere Defekte in verschiedenen pDC-Funktionen: verminderte angeborene Wahrnehmung durch Verlust von TLR7 und DHX36, die wichtige virale Sensoren 59 sind, verminderte antivirale Effektorfunktionen und Zytotoxizität. Daher berichten wir über Multiprozess-Defekte, die wichtige Aspekte der antiviralen pDC-Funktionen betreffen. Interessanterweise führte eine kürzlich durchgeführte Studie eine ex vivo-Stimulation von PBMCs eines Patienten mit COVID-19 mit TLR7/9-Liganden durch und zeigte eine verringerte Typ-I-IFN-Produktion 30 . Dies bietet eine unabhängige funktionelle Validierung, während unsere Studie molekulare Mechanismen liefert, insbesondere die erhöhte pDC-Apoptose und die Verringerung von TLR7 Ausdruck.

Transkriptomische Daten, einschließlich scRNAseq, ermöglichen die Anwendung von Methoden, um auf die TF-Aktivität zu schließen, um potenzielle Upstream-Mechanismen bereitzustellen. Wir fanden heraus, dass mehrere wichtige TF-Aktivitäten in CD1 + DCs verringert waren, was auf eine defekte Immuneffektorfunktion bei Patienten mit schwerem COVID-19 hindeutet. Die Herunterregulierung der STAT2-Aktivität kann auf einen Mangel hindeuten, CD8 + T-Zellen zu kreuzen und ihre zytotoxische Funktion zu lizenzieren 60 . Bei anderen Virusinfektionen wurde eine Subversion der DC-Immunogenität durch das Targeting von STAT2 beobachtet. ZIKV umgeht Typ-I-IFN-Antworten, indem es der STAT2-Phosphorylierung entgegenwirkt 61 . Die geringe geschätzte Aktivität von ESR1, CIITA, USF1 und RFX5 in CD1 + DCs kann die Abnahme der MHC-II-Moleküle erklären, die wir bei Patienten mit schwerem COVID-19 durch eine verringerte Transaktivierung des MHC-II-Promotors beobachtet haben 62,63 . Schließlich ist die geringe Aktivität von AGR1 und RUNX1 TF in CD1 + DCs von Patienten mit schwerem COVID-19 kann zu einer beeinträchtigten Funktion der CD8-T-Zell-Aktivierung und der Induktion von IFN-γ 64,65 beitragen. Zusammenfassend legen unsere Ergebnisse nahe, dass mehrere Aspekte der CD1 + DC-Effektorfunktionen durch eine verringerte Aktivität von Schlüssel-TFs, die die MHC-II-Expression und die T-Zell-Stimulation kontrollieren, verändert werden können.

Unsere Studie bietet einen einzigartigen Einblick in die Physiopathologie von APCs bei schwerem COVID-19 und deckt bisher unbekannte Defekte in mehreren Funktionswegen auf, die sowohl mit der angeborenen als auch mit der adaptiven Immunität zusammenhängen. Wir konnten molekulare Signalwege in seltenen DC-Untergruppen kartieren, von denen viele zuvor im Zusammenhang mit COVID-19 unerforscht waren. In Kombination mit Studien an anderen anatomischen Stellen 44 , insbesondere der Lunge 54 , und anderen Schweregraden der Erkrankung sollten unsere Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der COVID-19-Immunpathologie beitragen. Sie eröffnen auch interessante Perspektiven für klinische Anwendungen. Einfache molekulare Marker defekter APC-Untergruppen können als Prognose- und Stratifizierungsbiomarker untersucht werden. Diese Hypothese spiegelt die Immunpathologie der bakteriellen Sepsis wider, für die bereits mehrere Defekte in APCs beschrieben wurden 47,66. Eine anhaltende Abnahme der zirkulierenden DCs sowie eine Monozytendeaktivierung, bewertet durch eine verminderte HLA-DR Ausdruck oder vermindert CD74 Die Expression von messenger-RNA (mRNA) ist bereits als Prädiktor für auf der Intensivstation erworbene Superinfektionen bei Patienten mit bakterieller Sepsis bekannt 67,68 . Es wäre interessant zu untersuchen, ob solche Marker, zum Beispiel pDC-Apoptose oder CD1c + DC MHC-II-Herunterregulation, früher im Verlauf von COVID-19 auftreten und eine Verschlimmerung vorhersagen können. Aus therapeutischer Sicht wurden viele angeborene Adjuvantien entwickelt, um auf DC-Untergruppen abzuzielen 69,70 und könnten als personalisierte Immuntherapien in Abhängigkeit von einer patientenspezifischen DC-Dysfunktion angesehen werden 69 . Schließlich werden DCs bei der präventiven Impfstoffentwicklung in Betracht gezogen (ClinicalTrials.gov: NCT04386252). Letztendlich kann unsere Studie die Grundlage für neuartige Therapien bilden, um defekte APC-Funktionen bei Patienten mit COVID-19 wiederherzustellen.


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Der Klasse-II-Pfad

Histokompatibilitätsmoleküle der Klasse II bestehen aus

Alle drei Komponenten dieses Komplexes müssen in der endoplasmatisches Retikulum für die richtige Montage.

Antigene Peptide werden jedoch nicht zum endoplasmatischen Retikulum transportiert, daher wird ein Protein namens invariante Kette ("Ii") nimmt vorübergehend die Nut ein.

  • Die beiden Ketten des Klasse-II-Moleküls werden in die Membran des endoplasmatischen Retikulums eingefügt.
  • Sie binden (in ihrer Furche) ein Molekül der invarianten Kette.
  • Dieser trimolekulare Komplex wird durch den Golgi-Apparat und in Vesikel, die Lysosomen genannt, transportiert.
  • Fremdes antigenes Material wird durch Endozytosebildung verschlungen Endosomen.
  • Diese verschmelzen auch mit Lysosomen.
  • Das Antigen wird in Fragmente verdaut.
  • Die invariante (Ii) Kette wird verdaut.
  • Dadurch wird die Furche für die Besetzung durch das antigene Fragment frei.
  • Die Vesikel wandern zur Plasmamembran und der Komplex wird an der Zelloberfläche präsentiert.
  • Der Komplex kann gebunden werden durch a T-Zelle mit
    • ein Rezeptor (TCR) in der Lage, das Peptid und die flankierenden Teile des Histokompatibilitätsmoleküls (der Hot Dog im Brötchen) zu binden und
    • CD4 Moleküle, die die CD4-Rezeptor (oben als gelbes Dreieck dargestellt) auf allen Histokompatibilitätsmolekülen der Klasse II gefunden.

    Funktion von Kupffer-Zellen

    Kupffer-Zellen sind Makrophagen und ein Bestandteil des angeborenen Immunsystems. Sie haben eine Vielzahl von Funktionen in der Leber, einschließlich Phagozytose von Krankheitserregern, Antigen-Präsentation und Immunsuppression.

    Phagozytäre Funktionen

    Wie alle Makrophagen sind KCs Fresszellen die Krankheitserreger, Immunkomplexe, Lysosomen, Tumorzellen, Endotoxine und mehr verschlingen und verdauen.

    Antigen-Präsentation

    Kupffer-Zellen wirken als Antigen-präsentierende Zellen (APCs) in der Leber und exprimieren sowohl MHC I- als auch MHC II-Komplexe in geringen Mengen. Sobald sie einen Erreger verschlungen haben, präsentieren sie dessen Antigene als Teil des MHC-Komplexes und präsentieren ihn residenten T-Zellen. Dabei können KCs die Aktivierung und Proliferation von T-Zellen in der Leber induzieren und damit eine adaptive Immunantwort induzieren.

    Immuntoleranz

    Eine der wichtigsten Funktionen der Kupffer-Zellen ist die Förderung der Immuntoleranz in der Leber. Die Leber ist ständig einem ständigen Fluss von Antigenen aus dem Darm sowie geringen Mengen an bakteriellen Endotoxinen ausgesetzt. Durch das Verschlingen und Zerstören nicht bedrohlicher Antigene tragen KCs dazu bei, eine unnötige Immunaktivierung zu verhindern.

    KCs sezernieren auch PGE2 und IL-10, zwei immunsuppressive Produkte, die die Antigen-präsentierenden Funktionen anderer Immunzellen in der Leber herunterregulieren. Dies hilft, die Aktivierung von Effektor-T-Zellen zu hemmen und unterdrückt daher die Immunantwort gegen Antigene.

    Schließlich spielen KCs eine wichtige Rolle bei der Aktivierung regulatorischer T-Zellen (Tregs). Tregs regulieren und unterdrücken die Immunfunktion, indem sie dazu beitragen, die Aktivierung und Proliferation von Effektor-T-Zellen (nämlich Helfer-T-Zellen und zytotoxische T-Zellen) zu verhindern. Es wird auch angenommen, dass sie die Funktionen von B-Zellen und dendritischen Zellen unterdrücken. Damit dämpfen sie die Immunantwort auf Antigene in der Leber.


    B-Zellen vs. T-Zellen

    T- und B-Zellen tragen zu unserer spezifischen Immunität bei und entwickeln sich aus derselben Vorläufer-Stammzelle. Sie haben jedoch viele Unterschiede.

    • B-Lymphozyten unterscheiden innerhalb der Bein Knochenmark T-Lymphozyten differenzieren in der Thymus. Dies sind die primären lymphatischen Organe.
    • T-Lymphozyten reifen in sekundären lymphoiden Organen wie Lymphknoten, Milz, Mandeln und Appendix B reifen Lymphozyten im Knochenmark heran.
    • Es gibt viel mehr T-Zellen als B-Zellen. T-Zellen machen etwa 80 % aller zirkulierenden Lymphozyten aus.
    • T-Lymphozyten sind tendenziell diffuser in den Lymphknoten verteilt B-Lymphozyten sammeln sich in engeren Gruppen.
    • B-Zellen sind die Grundlage der humoralen Immunität. Humorale Immunität ist Antikörper-vermittelte Immunität T-Zellen sind Teil unserer zellvermittelten Immunität und aktivieren andere Immunzellen.
    • T-Zellen leben viel länger
    • T-Zellen können ein Antigen nicht erkennen, ohne dass es von einem APC präsentiert wird. Die B-Zelle braucht nicht immer eine T-Zelle zur Aktivierung.
    • Bei Aktivierung werden B-Lymphozyten zu Antikörper-sezernierenden Plasmazellen oder Gedächtniszellen. T-Lymphozyten werden zu einer von drei Arten von Effektor-T-Zellen:
      • Zytotoxische T-Zellen: infizierte Zellen abtöten
      • Helfer-T-Zellen: aktivieren naive B-Lymphozyten
      • Regulatorische T-Zellen: Stoppen Sie eine Immunantwort, wenn die Gefahr vorüber ist

      Exogenes Antigen

      • Dies sind Antigene, die von der äußeren Umgebung in den Körper gelangen durch Einnahme, Inhalation oder Injektion durch die Mechanismen von Endozytose oder Phagozytose.
      • Normalerweise reagiert das körpereigene Immunsystem auf exogene Antigene, indem es die endozytierten oder phagozytierten Antigene antreibt Antigen-präsentierende Zellen (APCs), wie Makrophagen, dendritische Zellen, wo sie innerhalb der zu Peptidfragmenten abgebaut werden endozytischer Verarbeitungsweg.
      • Die Antigen-präsentierenden Zellen präsentieren die Peptide dem T-Helferzellen bekannt als CD4+ unter Verwendung des Major Histocompatibility Complex (MHC) Klasse II. Die Expression von Klasse-II-MHC-Molekülen ist auf Antigen-präsentierende Zellen beschränkt, und daher ist die Präsentation exogener Peptid-Klasse-II-MHC-Komplexe auf diese Zellen beschränkt.
      • Einige Antigene sind zunächst exogen und werden später endogen (z. B. intrazelluläre Viren). Intrazelluläre Antigene können nach der Zerstörung der infizierten Zelle in den Kreislauf zurückgeführt werden.

      Zusammenfassung

      Die adaptive Immunantwort ist eine langsamer wirkende, länger anhaltende und spezifischere Reaktion als die angeborene Reaktion. Die adaptive Reaktion erfordert jedoch Informationen des angeborenen Immunsystems, um zu funktionieren. APCs zeigen Antigene über MHC-Moleküle an komplementäre naive T-Zellen. Als Reaktion darauf differenzieren und vermehren sich die T-Zellen und werden zu Th Zellen oder CTLs. Th Zellen stimulieren B-Zellen, die von Pathogenen stammende Antigene verschlungen und präsentiert haben. B-Zellen differenzieren sich zu Plasmazellen, die Antikörper sezernieren, während CTLs in intrazellulär infizierten oder krebsartigen Zellen Apoptose induzieren. Gedächtniszellen bleiben nach einer primären Exposition gegenüber einem Krankheitserreger bestehen. Kommt es zu einer erneuten Exposition, differenzieren sich Gedächtniszellen zu Effektorzellen ohne Input vom angeborenen Immunsystem. Das mukosale Immunsystem ist weitgehend unabhängig vom systemischen Immunsystem, funktioniert jedoch parallel zum Schutz der ausgedehnten Schleimhautoberflächen des Körpers.

      Übungen

      1. Welche der folgenden Aussagen zu T-Zellen ist falsch?
        1. Helfer-T-Zellen setzen Zytokine frei, während zytotoxische T-Zellen die infizierte Zelle abtöten.
        2. Helfer-T-Zellen sind CD4+, während zytotoxische T-Zellen CD8+ sind.
        3. MHC II ist ein Rezeptor, der auf den meisten Körperzellen vorkommt, während MHC I ein Rezeptor ist, der nur auf Immunzellen vorkommt.
        4. Der T-Zell-Rezeptor findet sich sowohl auf CD4+- als auch auf CD8+-T-Zellen.
        1. NK-Zelle
        2. eosinophil
        3. neutrophile
        4. Makrophage
        1. Th Zellen
        2. CTLs
        3. Mastzellen
        4. Basophile
        1. verändertes Selbst
        2. fehlendes Selbst
        3. normales Selbst
        4. nicht selbst
        1. das Th2 Antwort
        2. Allergie
        3. Immuntoleranz
        4. Autoimmunität
        1. CTL
        2. naive B-Zelle
        3. Gedächtnis-T-Zelle
        4. Plasma Zelle
        1. Milz
        2. Lymphknoten
        3. MALZ
        4. Lymphe
        1. C
        2. MHC-Rezeptoren unterscheiden sich von Person zu Person. Somit gelten MHC-Rezeptoren eines inkompatiblen Spenders als „fremd“ und werden vom Immunsystem abgestoßen.
        3. Wenn sich das Blut von Mutter und Fötus vermischt, können sich spät in der ersten Schwangerschaft Gedächtniszellen bilden, die das Rh-Antigen erkennen. Bei nachfolgenden Schwangerschaften starten diese Gedächtniszellen einen Immunangriff auf die fetalen Blutzellen. Die Injektion von Anti-Rh-Antikörper während der ersten Schwangerschaft verhindert das Auftreten der Immunantwort.
        4. D
        5. B
        6. B
        7. C
        8. D
        9. EIN
        10. Ein Antigen ist ein Molekül, das mit einer Komponente der Immunantwort (Antikörper, B-Zell-Rezeptor, T-Zell-Rezeptor) reagiert. Ein Epitop ist die Region auf dem Antigen, durch die die Bindung mit der Immunkomponente tatsächlich stattfindet.
        11. Eine naive T- oder B-Zelle ist eine, die nicht durch Bindung an das entsprechende Epitop aktiviert wurde. Naive T- und B-Zellen können keine Antworten produzieren.
        12. Das Th1-Antwort beinhaltet die Sekretion von Zytokinen, um Makrophagen und CTLs zu stimulieren und ihre Zerstörung von intrazellulären Pathogenen und Tumorzellen zu verbessern. Es ist mit Entzündungen verbunden. Das Th2-Antwort ist an der Stimulation von B-Zellen zu Plasmazellen beteiligt, die Antikörper synthetisieren und sezernieren.
        13. Die Vielfalt der TCRs ermöglicht es dem Immunsystem, Millionen verschiedener T-Zellen zu besitzen und dadurch Antigene spezifisch zu unterscheiden. Diese Diversität entsteht durch Mutation und Rekombination in den Genen, die für die variablen Regionen von TCRs kodieren.

        Glossar

        Plasmazelle ist eine Immunzelle, die Antikörper sezerniert Diese Zellen entstehen aus B-Zellen, die durch Antigene stimuliert wurden.