Cytotoxische T-Zelle

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Cytotoxische T-Zellen (Cytotoxic T Lymphocyte, CTL, veraltet: T-Killerzellen) gehören zu den T-Lymphozyten (T-Zellen) und werden im Thymus geprägt. Als Zellen des adaptiven Immunsystems spielen sie eine wichtige Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern. Nachdem CTL im Thymus erzeugt und selektioniert worden sind, patrouillieren sie durch Blut, Lymphknoten und Organe. Sie interagieren mit körpereigenen Zellen und töten diejenigen ab, die von Krankheitserregern befallen und modifiziert worden sind. Neben der Bekämpfung infizierter Zellen, spielen sie auch eine Rolle bei der Beseitigung von Krebszellen.

Auf molekularer Ebene erfolgt die Unterscheidung infizierter oder entarteter Zellen von gesunden Zellen mithilfe des T-Zell-Rezeptors auf Seiten der CTL und des MHC-I-Proteins auf Seiten der Zielzelle. Die MHC-I-Proteine befinden sich auf der Oberfläche aller kernhaltiger, körpereigener Zellen. An sie gebunden sind Peptide (in dieser Funktion als Antigene bezeichnet), die aus dem Inneren der jeweiligen Zelle stammen und die proteasomal abgebaut wurden[1]. Die T-Zell-Rezeptoren sind auf der Oberfläche der CTL lokalisiert und dadurch gekennzeichnet, dass sie jeweils nur ein bestimmtes Antigen binden. Alle T-Zell-Rezeptoren eines CTL sind spezifisch für ein einziges, spezifisches Antigen. Antigene, die der Spezifität des CTL nicht entsprechen, werden von diesem nicht erkannt. Im Entstehungsprozess der T-Zellen im Thymus wird eine Vielzahl von CTL mit unterschiedlichsten Spezifitäten erzeugt. Den Selektionsprozess überleben jedoch nur diejenigen T-Zellen, welche körperfremde, nicht jedoch körpereigene Peptide binden. Dieser Selektionsprozess treibt etwa 95 % der unreifen T-Zellen in den programmierten Zelltod, am Ende des Prozesses stehen naive CTL. Durch den Selektionsprozess im Thymus, aber auch durch weitere periphere Kontrollmechanismen wird sicher gestellt, dass keine aktivierten CTL das Gewebe des eigenen Organismus attackieren und somit Autoimmunreaktionen auslösen. Um aktivierte und somit voll funktionstüchtige CTL zu generieren, ist außerdem die antigenspezifische Interaktion der naiven CTL mit professionellen antigenpräsentierenden Zellen (meist reife dendritische Zellen) zwingend erforderlich. Reife dendritische Zellen sind in der Lage, naive CD8+ CTL über costimulative Signale zu aktivieren. Dadurch sind die aktivierten CTL befähigt infizierte oder entartete Gewebezellen auf Antigen-spezifische Weise zu eliminieren. Um jedoch komplette Funktionalität zu erreichen und darüber hinaus Gedächtniszellen bilden zu können, sind zusätzliche Wechselwirkungen mit CD4+ T-Helferzellen zwingend notwendig.[2][3]

Binden die aktivierten CTL im Gewebe an ihren spezifischen MHC-I-Peptid-Komplex, schütten sie Perforine und Granzyme aus, welche die gebundene Zielzelle abtöten. Zudem produzieren und sezernieren aktivierte CTL auch Proteine wie das Interferon-γ,[4] welches in benachbarten Zellen die Expression von MHC-I-Proteinen fördert. Dies führt zu einer verstärkten Präsentation von intrazellulär abgebauten Peptiden. Im Falle einer beispielsweise mit einem Virus infizierten Zelle werden dadurch auch vermehrt virale Peptide präsentiert, welche wiederum von spezifisch geprägten CTL erkannt werden. Die Immunantwort wird so insbesondere im infizierten Bereich verstärkt.

CTL sind somit wichtige Mittler der zellulären Immunantwort und zielen darauf ab, intrazelluläre Infektionen (vor allem durch Viren) aufzuhalten, indem die infizierten Zellen durch induzierte Apoptose vernichtet werden. Darüber hinaus spielen CTL auch für die Bekämpfung von Tumorzellen eine entscheidende Rolle. Werden spezifische, tumorassoziierte Antigene auf den MHC-I-Molekülen der Krebszellen präsentiert, können CTL in der Lage sein, auch diese zu lysieren.[5] Dieser Mechanismus ist für spontane Tumorregressionen mitverantwortlich und wird in der Immuntherapie, beispielsweise bei einem adoptiven T-Zelltransfer [6] oder der dendritischen Zellvakzinierung [7], ausgenutzt.

Ein charakteristischer molekularer Marker für CTL ist das CD8-Protein, welches mit MHC-I-Proteinen interagiert.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Janeway Immunologie , 7. Auflage, Gebundene Ausgabe – 17. September 2009 von Kenneth M. Murphy, Paul Travers, Mark Walport
  2. Benedita Rocha, Corinne Tanchot: Towards a cellular definition of CD8+ T-cell memory: the role of CD4+ T-cell help in CD8+ T-cell responses. In: Current Opinion in Immunology. 16, 2004, S. 259, doi:10.1016/j.coi.2004.03.004.
  3. Stefanie Hoyer, Sabrina Prommersberger, Isabell A. Pfeiffer, Beatrice Schuler-Thurner, Gerold Schuler, Jan Dörrie, Niels Schaft: Concurrent interaction of DCs with CD4 and CD8 T cells improves secondary CTL expansion: It takes three to tango . In: European Journal of Immunology. 44, 2014, S. 3543, doi:10.1002/eji.201444477.
  4.  Norbert Wagner, Gunther Dannecker: Padiatrische Rheumatologie. Springer, 2007, ISBN 9783540328148, S. 18.
  5. Janeway Immunologie, 7. Auflage, Ausgabe 2014, von Kenneth M. Murphy, Paul Travers, Mark Walport , ISBN 3662442272
  6. Teresa Manzo, Helen E. Heslop, Cliona M. Rooney: Antigen-specific T cell therapies for cancer: Figure1.. In: Human Molecular Genetics. , S. ddv270, doi:10.1093/hmg/ddv270.
  7. Sheng Zhang, Qing Wang, Beiping Miao:  : Dendritic Cell-Based Vaccine in the Treatment of Patients with Advanced Melanoma . In: Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals. 22, 2007, S. 501, doi:10.1089/cbr.2007.354.