Major Histocompatibility Complex

Humane Leukozytenantigene (HLA); MHC-Komplex (MHC I und II)

MHC; human leukocyte antigens (HLA)

Antigene, die auf verschiedenen Zellen exprimiert werden und die Erkennung von Epitopen in Zusammenhang mit dem T-Zell-Rezeptor (TCR) durch T-Zellen ermöglichen. Sie tragen so zur Diskriminierung von Fremd- und Eigenepitopen bei.

Der MHC-Komplex besteht aus 2 Hauptklassen von Molekülen, die sich in Expression und physiologischer Funktion grundlegend unterscheiden. Die genetische Information ist auf Chromosom 6 neben zahlreichen Genen für das Komplementsystem lokalisiert.

Für MHC-I kodieren die Gene HLA-A, HLA-B und HLA-C mit zahlreichen Allelen, sodass interindividuell große Varianzen entstehen. Verschiedene MHC-I-Moleküle wiederum können unterschiedliche Antigene binden. MHC-I wird auf allen kernhaltigen Zellen exprimiert. Die Moleküle besitzen eine Bindungsgrube, in der Peptide (etwa 8–11 Aminosäuren) endogener Antigene gebunden werden. Unter endogenen Antigenen versteht man intrazelluläre Antigene, wie z. B. virale/bakterielle Proteine oder Tumorantigene. Diese werden ebenso wie zelleigene Proteine in Proteosomen enzymatisch in Peptide gespalten. Ein Transporterprotein (TAP) an der Membran des endoplasmatischen Retikulums (ER) transportiert die Peptide in das ER. Dort werden sie an neu synthetisierte MHC-I-Moleküle gebunden und über den Golgi-Komplex und Exozytosevesikel auf der äußeren Oberfläche der Zellmembran exprimiert. Nun können die Antigene über einen Komplex von Oberflächenrezeptoren (CD8/TCR) auf naiven oder zytotoxischen T-Zellen erkannt werden. Der TCR erkennt das gebundene Peptid (Antigen), während CD8 das MHC-I-Molekül erkennt.

Die Gene für MHC II (HLA-DR, HLA-DQ und HLA-DP) liegen analog der genetischen Information für MHC I in verschiedenen Allelen vor. MHC-II-Moleküle werden überwiegend von antigenpräsentierenden Zellen wie Makrophagen, dendritischen Zellen und B-Lymphozyten exprimiert. Sie binden in ihrer Vertiefung 12–16 Aminosäuren große Peptide von exogenen Antigenen (T-Zell-Epitope). Darunter versteht man extrazelluläre Antigene wie z. B. Bakterien, Pilze, Protozoen oder freie Viren. Diese Antigene werden von den Zellen aufgenommen und ihr Proteinanteil in Phagolysosomen in Peptide gespalten. Im rauen ER werden MHC-II-Moleküle synthetisiert. Deren Proteinbindungsstelle ist jedoch zunächst durch eine Peptidkette („invariant chain Ii“) blockiert, sodass keine Antigene, die durch MHC I gebunden und präsentiert werden sollen, an ihr binden können. Die MHC II enthaltenden Vesikel fusionieren intrazytoplasmatisch mit den Phagolysosomen und nach Entfernung der Ii-Kette können Peptide an die Antigenbindungsstelle binden. Die Komplexe werden zu äußeren Zellmembran transportiert und dort exprimiert. An MHC II gebundene Antigene werden über komplementäre T-Zell-Rezeptoren auf CD4-positiven T-Zellen erkannt.