Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
H. Renz und B. Gierten

Antigenpräsentierende Zelle

Antigenpräsentierende Zelle
Synonym(e)
APC
Englischer Begriff
antigen presenting cells; (myeloid) dendritic cells; makrophages; B-cells
Definition
Antigenpräsentierende Zellen nehmen Antigene auf und präsentieren Peptide an MHC-Molekülen auf ihrer Zelloberfläche den T-Zellen. Sie sind somit Teil des adaptiven Immunsystems. Außerdem produzieren sie auf Antigenreiz hin Signalstoffe, die Proliferation und Differenzierung von Lymphozyten beeinflussen.
Beschreibung
Zu den antigenpräsentierenden Zellen zählen die dendritischen Zellen, Makrophagen und B-Lymphozyten.
Dendritische Zellen
Zu den wichtigen physiologischen Funktionen von dendritischen Zellen (dendritische Zelle) zählt die Präsentation von Antigenen für naive CD4- und CD8-T-Zellen. Die an MHC I gebundenen Antigene werden von CD8-positiven Zellen erkannt, während die an MHC II gebundenen Peptide von CD4-positiven T-Zellen erkannt werden. Neben der Antigenpräsentation sezernieren sie Zytokine (Interleukin-1, Interleukin-6, Interleukin-8, Tumornekrosefaktor-α). Als zusätzliche wichtige Differenzierungsreize exprimieren dendritische Zellen weitere akzessorische Moleküle (B7-1, B7-2, LFA-3), die für die Aktivierung der T-Zellen eine essenzielle Rolle spielen. Naive T-Zellen werden aktiviert, sie proliferieren und differenzieren zu Effektor-T-Zellen.
Dendritische Zellen sind monozytärer Herkunft und werden auch als myeloide oder plasmazytoide dendritische Zellen bezeichnet. Sie werden in epithelialem Gewebe von Haut sowie Respirations- und Gastrointestinaltrakt nachgewiesen, kommen aber auch in lymphatischem Gewebe sowie im peripheren Blut vor. Nach Antigenkontakt und Aktivierung durch proinflammatorische Zytokine verlassen die Vorläufer der dendritischen Zellen ihren Standort und werden über Lymphgefäße zu regionären Lymphknoten transportiert. Auf diesem Weg findet eine Reifung zu antigenpräsentierenden Zellen statt, die im Kortex der regionären Lymphknoten auf naive T-Zellen treffen.
Die Erkennung eines Antigens als Fremdantigen in Verbindung mit MHC-Molekül/T-Zell-Rezeptor (TCR) dient der Diskriminierung zwischen fremd und eigen. Ohne die Interaktion mit den kostimulatorischen Molekülen findet keine Aktivierung statt, und die T-Zelle geht unter.
Makrophagen
Eine der Funktionen von Makrophagen ist die Antigenpräsentation in erster Linie für CD4- und CD8-Effektor-T-Zellen. Ebenso wie dendritische Zellen entstammen sie der monozytären Zellreihe.
Naive T-Zellen differenzieren nach Interaktion mit APC je nach Zytokinmuster zu Th1- oder Th2-Effektor-T-Zellen. CD4-Th1-Lymphozyten sezernieren Zytokine wie IFN-γ, IL-2 und TNF-α. Sie interagieren über ihren CD4/TCR-Komplex mit dem an MHC II gebundenen Antigen auf der Zellmembran der Makrophagen. Zusätzlich entsteht eine Interaktion über kostimulatorische Moleküle auf CD4-Zellen (CD40) und den Liganden (B7, CD40L) auf Makrophagen. IFN-γ bindet an den zellständigen Rezeptor und aktiviert die Makrophagen. IL-2 und TNF-α fördern die Proliferation und Differenzierung von CD4-, CD8- und B-Lymphozyten.
B-Zellen
B-Zellen erkennen Antigene über membranständige Immunglobuline. Dabei reichen geringe Antigenkonzentrationen aus, die internalisiert und auf MHC-II-Molekülen präsentiert werden. Die Zellen kooperieren bei der Präsentation auf MHC-II-Molekülen vor allem mit CD4-Effektor-T-Zellen, die zu Th2-Zellen differenzieren. Die T-Zellen binden mit dem CD4/TCR-Komplex an die MHC-II-Moleküle auf der B-Zelle. Die kostimulatorischen Moleküle (CD28, CD40) auf den T-Zellen binden ihre Liganden (B7, CD40L) auf den B-Zellen und aktivieren die CD4-Effektorzellen zur Sekretion von verschiedener Zytokine. IL-4, IL-5, IL-6 der Th2-Zellen stimulieren und aktivieren die B-Zellen zusammen mit IL-1 der Th1-Zellen zur Proliferation, Differenzierung zu Antikörper-sezernierenden Plasmazellen und ermöglichen eine Änderung der produzierten Immunglobulinklasse.
Literatur
Klein J, Horejsi V (1997) Immunology, 2. Aufl. Blackwell Sciences, Oxford, S 466–468
Miriam Merad, Priyanka Sathe, Julie Helft, Jennifer Miller, Arthur Mortha, (2013) The Dendritic Cell Lineage: Ontogeny and Function of Dendritic Cells and Their Subsets in the Steady State and the Inflamed Setting. Annual Review of Immunology 31(1):563–604CrossRefPubMed