Makrophagen: Antigenpräsentation à la carte

16. April 2015
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Dendritische Zellen spielen beim komplexen Zusammenspiel verschiedener Zelltypen bei der Immunantwort eine entscheidende Rolle. Makrophagen können dieselbe Rolle wie dendritische Zellen übernehmen. Dabei lösen sie sogar eine vollständigere Immunantwort aus.

Dendritische Zellen präsentieren den T-Zellen bei der Immunantwort Antigene auf ihrer Oberfläche. Die T-Zellen werden dadurch aktiviert und bekämpfen die Eindringlinge. Makrophagen können dies ebenfalls. Damit haben Makrophagen eine Rolle für die Immunantwort, die bislang nicht bekannt war.

„Bislang ging man davon aus, dass es mit den dendritischen Zellen nur einen zentralen Zelltyp im Immunsystem gibt, der für die Antigenpräsentation zuständig ist. Wir haben nun herausgefunden, dass es mit den Makrophagen eine zweite Art an Zellen gibt, die ähnlich kompetent ist und in bestimmten Situationen wichtigere Rollen spielen kann als dendritische Zellen“, sagt Thomas Brocker, Direktor des Instituts für Immunologie der LMU.

Dendritische Zellen präsentieren Antigene zytotoxischen T-Zellen entweder, weil sie selbst infiziert sind, oder indem sie die Infektion bei anderen Zellen erkennen und deren Material aufnehmen. Im letzteren Fall spricht man von „Kreuzpräsentation“. „Theoretisch wären die dendritischen Zellen dann für die komplette Immunantwort verantwortlich, egal ob sie selbst infiziert sind oder nicht. Vor allem die Bedeutung der Kreuzpräsentation ist in der Literatur jedoch sehr umstritten“, sagt Brocker.

Makrophagen lösen vollständigere Immunreaktion aus

Der Immunologe hat mit seinem Team mit einem Impfstoff gearbeitet, der die dendritischen Zellen nicht infiziert, sondern nur die Makrophagen anspricht. Im Mausmodell ließ sich dennoch eine normale Immunantwort nachweisen. Selbst bei einem Mausstamm, dem die dendritischen Zellen ganz fehlten, funktionierte die Immunantwort. In weiteren Versuchen konnten die LMU-Forscher zeigen, dass die Makrophagen sogar eine vollständigere Immunreaktion auslösten. Sie aktivierten T-Zellen spezifisch für alle untersuchten Antigen-Bindungsstellen (Epitope), während durch die Antigenpräsentation der dendritischen Zellen T-Zellen nur spezifisch für die stärksten Epitope aktiviert wurden.

Natürliche Filterfunktion

Makrophagen sind meist die ersten Immunzellen im Körper, die eindringende Erreger erkennen. „Makrophagen haben eine natürliche Filterfunktion, sie fressen alles auf, was für den Körper schädlich ist. Wir konnten nun zeigen, dass sie im Gegensatz zu kreuzpräsentierenden dendritischen Zellen sogar ausreichend sind, um alle von uns untersuchten Epitope für T-Zellen herzustellen und damit eine komplette Immunantwort auszulösen. Das weist darauf hin, dass die Funktion der Kreuzpräsentation der dendritischen Zellen bislang überschätzt wurde“, sagt Brocker.

Sinnvoll Makrophagen zu manipulieren

Die neuen Erkenntnisse sind relevant für die Entwicklung von Impfstrategien. „Inzwischen gibt es präklinische Versuche, Impfstoffe so zu gestalten, dass sie spezifisch dendritische Zellen ansprechen. Aber gerade die schwachen Antigenepitope sind für eine breit angelegte Immunantwort relevant, beispielsweise wenn sich Viren verändern. Kreuzpräsentierende dendritische Zellen sprechen diese aber gar nicht an, wie unsere Studie zeigt. Unsere Ergebnisse legen nun nahe, dass es sinnvoll sein kann, Makrophagen direkt zu manipulieren, da sie eine vollständigere Immunantwort auslösen“, sagt Brocker.

Originalpublikation:

CD169+ macrophages are sufficient for priming of CTLs with specificities left out by cross-priming dendritic cells
Thomas Brocker et al.; PNAS, doi: 10.1073/pnas.1423356112; 2015

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