„Antigen-Kreuzpräsentation“ – Versionsunterschied

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Der Großteil der extrazellulären Antigene wird als [[Epitop]]e an [[MHC-II]] präsentiert, nachdem die Antigene per [[Endozytose]] bzw. [[Phagozytose]] aufgenommen und durch [[Peptidase]]n zu [[Peptid]]en fragmentiert wurden. An MHC-I binden dagegen vor allem Peptide, die aus dem [[Zytosol]] stammen,<ref name="Grotzke">J. E. Grotzke, D. Sengupta, Q. Lu, P. Cresswell: ''The ongoing saga of the mechanism(s) of MHC class I-restricted cross-presentation.'' In: ''Current opinion in immunology.'' Band 46, Juni 2017, S.&nbsp;89–96, {{DOI|10.1016/j.coi.2017.03.015}}, PMID 28528219, {{PMC|5554740}}.</ref> und werden [[CD8]]-positiven [[Zytotoxische T-Zelle|zytotoxischen T-Zellen]] präsentiert.
Der Großteil der extrazellulären Antigene wird als [[Epitop]]e an [[MHC-II]] präsentiert, nachdem die Antigene per [[Endozytose]] bzw. [[Phagozytose]] aufgenommen und durch [[Peptidase]]n zu [[Peptid]]en fragmentiert wurden. An MHC-I binden dagegen vor allem Peptide, die aus dem [[Zytosol]] stammen,<ref name="Grotzke">J. E. Grotzke, D. Sengupta, Q. Lu, P. Cresswell: ''The ongoing saga of the mechanism(s) of MHC class I-restricted cross-presentation.'' In: ''Current opinion in immunology.'' Band 46, Juni 2017, S.&nbsp;89–96, {{DOI|10.1016/j.coi.2017.03.015}}, PMID 28528219, {{PMC|5554740}}.</ref> und werden [[CD8]]-positiven [[Zytotoxische T-Zelle|zytotoxischen T-Zellen]] präsentiert.


Dennoch werden an MHC-I in geringem Umfang auch Peptide extrazellulären Ursprungs präsentiert (Antigen-Kreuzpräsentation). Zwar kommt dies in vielen verschiedenen [[Zelltyp]]en vor, jedoch immunologisch bedeutsam ist vor allem die Kreuzpräsentation bei den verschiedenen [[Dendritische Zelle|dendritischen Zellen]]<ref name="Gutiérrez-Martínez">E. Gutiérrez-Martínez, R. Planès, G. Anselmi, M. Reynolds, S. Menezes, A. C. Adiko, L. Saveanu, P. Guermonprez: ''Cross-Presentation of Cell-Associated Antigens by MHC Class I in Dendritic Cell Subsets.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 6, 2015, S.&nbsp;363, {{DOI|10.3389/fimmu.2015.00363}}, PMID 26236315, {{PMC|4505393}}.</ref> und [[Makrophage]]n<ref name="Colbert">J. D. Colbert, F. M. Cruz, K. L. Rock: ''Cross-presentation of exogenous antigens on MHC I molecules.'' In: ''Current opinion in immunology.'' Band 64, Juni 2020, S.&nbsp;1–8, {{DOI|10.1016/j.coi.2019.12.005}}, PMID 31927332, {{PMC|7343603}}.</ref> insbesondere von CD8α-positiven dendritischen Zellen für lösliche Antigene und von [[Fc-Rezeptor|Fcγ]]-positiven dendritischen Zellen bei an Fcγ gebundenen [[Immunkomplex]]en.<ref>B. Platzer, M. Stout, E. Fiebiger: ''Antigen cross-presentation of immune complexes.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 5, 2014, S.&nbsp;140, {{DOI|10.3389/fimmu.2014.00140}}, PMID 24744762, {{PMC|3978348}}.</ref> Dabei können dendritische Zellen auch Antigene von anderen Zelltypen übernehmen, die virale Antigene oder [[Tumorantigen]]e<ref>C. M. Fehres, W. W. Unger, J. J. Garcia-Vallejo, Y. van Kooyk: ''Understanding the biology of antigen cross-presentation for the design of vaccines against cancer.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 5, 2014, S.&nbsp;149, {{DOI|10.3389/fimmu.2014.00149}}, PMID 24782858, {{PMC|3986565}}.</ref> besitzen, indem sie deren [[Exosom (Vesikel)|Exosomen]] phagozytieren oder direkt einen Teil der Nachbarzelle phagozytieren.<ref name="Colbert" /> Die Kreuzpräsentation gegenüber naiven zytotoxischen T-Zellen (Erstkontakt) wird als ''{{lang|en|cross-priming}}'' bezeichnet.<ref>M. J. Bevan: ''Cross-priming.'' In: ''[[Nature Immunology]].'' Band 7, Nummer 4, April 2006, S.&nbsp;363–365, {{DOI|10.1038/ni0406-363}}, PMID 16550200.</ref>
Dennoch werden an MHC-I in geringem Umfang auch Peptide extrazellulären Ursprungs präsentiert (Antigen-Kreuzpräsentation). Zwar kommt dies in vielen verschiedenen [[Zelltyp]]en vor, jedoch immunologisch bedeutsam ist vor allem die Kreuzpräsentation bei den verschiedenen [[Dendritische Zelle|dendritischen Zellen]]<ref name="Gutiérrez-Martínez">E. Gutiérrez-Martínez, R. Planès, G. Anselmi, M. Reynolds, S. Menezes, A. C. Adiko, L. Saveanu, P. Guermonprez: ''Cross-Presentation of Cell-Associated Antigens by MHC Class I in Dendritic Cell Subsets.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 6, 2015, S.&nbsp;363, {{DOI|10.3389/fimmu.2015.00363}}, PMID 26236315, {{PMC|4505393}}.</ref> und [[Makrophage]]n<ref name="Colbert">J. D. Colbert, F. M. Cruz, K. L. Rock: ''Cross-presentation of exogenous antigens on MHC I molecules.'' In: ''Current opinion in immunology.'' Band 64, Juni 2020, S.&nbsp;1–8, {{DOI|10.1016/j.coi.2019.12.005}}, PMID 31927332, {{PMC|7343603}}.</ref> insbesondere von CD8α-positiven dendritischen Zellen für lösliche Antigene und von [[Fc-Rezeptor|Fcγ]]-positiven dendritischen Zellen bei an Fcγ gebundenen [[Immunkomplex]]en.<ref>B. Platzer, M. Stout, E. Fiebiger: ''Antigen cross-presentation of immune complexes.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 5, 2014, S.&nbsp;140, {{DOI|10.3389/fimmu.2014.00140}}, PMID 24744762, {{PMC|3978348}}.</ref> Dabei können dendritische Zellen auch Antigene von anderen Zelltypen übernehmen, die virale Antigene oder [[Tumorantigen]]e<ref>C. M. Fehres, W. W. Unger, J. J. Garcia-Vallejo, Y. van Kooyk: ''Understanding the biology of antigen cross-presentation for the design of vaccines against cancer.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 5, 2014, S.&nbsp;149, {{DOI|10.3389/fimmu.2014.00149}}, PMID 24782858, {{PMC|3986565}}.</ref> besitzen, indem sie deren [[Exosom (Vesikel)|Exosomen]] phagozytieren oder direkt einen Teil der Nachbarzelle phagozytieren.<ref name="Colbert" /> Die Kreuzpräsentation gegenüber naiven zytotoxischen T-Zellen (Erstkontakt) wird als ''{{lang|en|cross-priming}}'' bezeichnet.<ref>M. J. Bevan: ''Cross-priming.'' In: ''[[Nature Immunology]].'' Band 7, Nummer 4, April 2006, S.&nbsp;363–365, {{DOI|10.1038/ni0406-363}}, PMID 16550200.</ref> Die Kreuzpräsentation dient als Ergänzung zur [[Humorale Immunantwort|humoralen Immunantwort]], insbesondere, wenn [[Antikörper]] alleine nicht ausreichend sind gegen extrazelluläre Antigene.<ref>K. Nopora, C. A. Bernhard, C. Ried, A. A. Castello, K. M. Murphy, P. Marconi, U. Koszinowski, T. Brocker: ''MHC class I cross-presentation by dendritic cells counteracts viral immune evasion.'' In: ''Frontiers in immunology.'' Band 3, 2012, S.&nbsp;348, {{DOI|10.3389/fimmu.2012.00348}}, PMID 23189079, {{PMC|3505839}}.</ref>


== Aufnahme in die dendritische Zelle ==
== Aufnahme in die dendritische Zelle ==

Version vom 10. Januar 2022, 16:32 Uhr

Die Antigen-Kreuzpräsentation bezeichnet in der Immunologie die Antigenpräsentation von extrazellulären Antigenen an MHC-I.

Eigenschaften

Der Großteil der extrazellulären Antigene wird als Epitope an MHC-II präsentiert, nachdem die Antigene per Endozytose bzw. Phagozytose aufgenommen und durch Peptidasen zu Peptiden fragmentiert wurden. An MHC-I binden dagegen vor allem Peptide, die aus dem Zytosol stammen,[1] und werden CD8-positiven zytotoxischen T-Zellen präsentiert.

Dennoch werden an MHC-I in geringem Umfang auch Peptide extrazellulären Ursprungs präsentiert (Antigen-Kreuzpräsentation). Zwar kommt dies in vielen verschiedenen Zelltypen vor, jedoch immunologisch bedeutsam ist vor allem die Kreuzpräsentation bei den verschiedenen dendritischen Zellen[2] und Makrophagen[3] insbesondere von CD8α-positiven dendritischen Zellen für lösliche Antigene und von Fcγ-positiven dendritischen Zellen bei an Fcγ gebundenen Immunkomplexen.[4] Dabei können dendritische Zellen auch Antigene von anderen Zelltypen übernehmen, die virale Antigene oder Tumorantigene[5] besitzen, indem sie deren Exosomen phagozytieren oder direkt einen Teil der Nachbarzelle phagozytieren.[3] Die Kreuzpräsentation gegenüber naiven zytotoxischen T-Zellen (Erstkontakt) wird als cross-priming bezeichnet.[6] Die Kreuzpräsentation dient als Ergänzung zur humoralen Immunantwort, insbesondere, wenn Antikörper alleine nicht ausreichend sind gegen extrazelluläre Antigene.[7]

Aufnahme in die dendritische Zelle

Die extrazelluläre Antigene werden zunächst von dendritischen Zellen in Phagosomen aufgenommen,[8][1] durch die Peptidasen Cathepsin S und anschließend durch IRAP (Insulin-regulierte Aminopeptidase) in Peptide zerlegt.[1] Die Peptide werden über Sec61 oder über ein noch unbekanntes Transportprotein ins Zytosol entlassen, sodass die Peptide über den Weg der MHC-I-Präsentation an die Zelloberfläche kommen und CD8-positiven zytotoxischen T-Zellen zur Auslösung einer zellulären Immunantwort oder zur Induktion einer Immuntoleranz präsentiert werden können.[1][3] Damit die Zerlegung der Antigene nicht zu weit geht, werden zudem Sec22b (ein fusogenes Protein aus der SNARE-Proteingruppe) oder VAMP8 in die Phagosomen rekrutiert, die wiederum NOX2 rekrutieren, wodurch die Phagosomenmembran durch reaktive Sauerstoffspezies perforiert wird und Peptide ins Zytosol freigesetzt werden.[3] Während die Aufnahme per Pinozytose relativ ineffizient ist, führt eine rezeptorvermittelte Endozytose (beispielsweise über den Mannose-Rezeptor) oder – bei Aufnahme von toten Zellen – eine rezeptorvermittelte Endozytose über Clec9a zu einer stärkeren Kreuzpräsentation.[3] Der effizienteste Weg der Aufnahme bei der Kreuzpräsentation erfolgt über die Phagozytose.[3]

Präsentation auf der dendritischen Zelle

Bei der Kreuzpräsentation gibt es drei Wege, die aufgenommenen Antigene per Exozytose wieder an die Zelloberfläche zurückzubringen, damit sie präsentiert werden können: per Import vom Zytosol ins endoplasmatische Retikulum via den Antigenpeptidtransporter (TAP) und anschließender Exozytose, per direktem Import vom Zytosol in Exosomen via TAP und per direkter Sekretion aufgenommener Antigene in Endosomen ohne Beteiligung des Zytosols.[3]

Geschichte

Die Kreuzpräsentation von Antigenen wurde erstmals 1976 von Michael J. Bevan beschrieben.[9][2] Aufgrund methodischer Schwierigkeiten hinsichtlich der verschiedenen Modellsysteme (in vitro und in vivo) wurde die Existenz der Kreuzpräsentation und ihre Mechanismen in den ersten drei Jahrzehnten nach der Entdeckung kontrovers diskutiert.[10]

Literatur

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d J. E. Grotzke, D. Sengupta, Q. Lu, P. Cresswell: The ongoing saga of the mechanism(s) of MHC class I-restricted cross-presentation. In: Current opinion in immunology. Band 46, Juni 2017, S. 89–96, doi:10.1016/j.coi.2017.03.015, PMID 28528219, PMC 5554740 (freier Volltext).
  2. ↑ a b E. Gutiérrez-Martínez, R. Planès, G. Anselmi, M. Reynolds, S. Menezes, A. C. Adiko, L. Saveanu, P. Guermonprez: Cross-Presentation of Cell-Associated Antigens by MHC Class I in Dendritic Cell Subsets. In: Frontiers in immunology. Band 6, 2015, S. 363, doi:10.3389/fimmu.2015.00363, PMID 26236315, PMC 4505393 (freier Volltext).
  3. ↑ a b c d e f g J. D. Colbert, F. M. Cruz, K. L. Rock: Cross-presentation of exogenous antigens on MHC I molecules. In: Current opinion in immunology. Band 64, Juni 2020, S. 1–8, doi:10.1016/j.coi.2019.12.005, PMID 31927332, PMC 7343603 (freier Volltext).
  4. ↑ B. Platzer, M. Stout, E. Fiebiger: Antigen cross-presentation of immune complexes. In: Frontiers in immunology. Band 5, 2014, S. 140, doi:10.3389/fimmu.2014.00140, PMID 24744762, PMC 3978348 (freier Volltext).
  5. ↑ C. M. Fehres, W. W. Unger, J. J. Garcia-Vallejo, Y. van Kooyk: Understanding the biology of antigen cross-presentation for the design of vaccines against cancer. In: Frontiers in immunology. Band 5, 2014, S. 149, doi:10.3389/fimmu.2014.00149, PMID 24782858, PMC 3986565 (freier Volltext).
  6. ↑ M. J. Bevan: Cross-priming. In: Nature Immunology. Band 7, Nummer 4, April 2006, S. 363–365, doi:10.1038/ni0406-363, PMID 16550200.
  7. ↑ K. Nopora, C. A. Bernhard, C. Ried, A. A. Castello, K. M. Murphy, P. Marconi, U. Koszinowski, T. Brocker: MHC class I cross-presentation by dendritic cells counteracts viral immune evasion. In: Frontiers in immunology. Band 3, 2012, S. 348, doi:10.3389/fimmu.2012.00348, PMID 23189079, PMC 3505839 (freier Volltext).
  8. ↑ O. P. Joffre, E. Segura, A. Savina, S. Amigorena: Cross-presentation by dendritic cells. In: Nature Reviews Immunology. Band 12, Nummer 8, Juli 2012, S. 557–569, doi:10.1038/nri3254, PMID 22790179.
  9. ↑ M. J. Bevan: Cross-priming for a secondary cytotoxic response to minor H antigens with H-2 congenic cells which do not cross-react in the cytotoxic assay. In: The Journal of Experimental Medicine. Band 143, Nummer 5, Mai 1976, S. 1283–1288, doi:10.1084/jem.143.5.1283, PMID 1083422, PMC 2190184 (freier Volltext).
  10. ↑ M. C. Wolkers, N. Brouwenstijn, A. H. Bakker, M. Toebes, T. N. Schumacher: Antigen bias in T cell cross-priming. In: Science. Band 304, Nummer 5675, Mai 2004, S. 1314–1317, doi:10.1126/science.1096268, PMID 15166378.
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