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Warum gibt es keine Möglichkeit, eine Immunantwort zu entfernen?


Wir wissen seit langem, wie man Immunantworten sozusagen "neu in die Datenbank einfügt". Es heißt Impfung, und es ist eine der größten Erfolgsgeschichten in der Geschichte der Medizin.

Dennoch sind Allergien und Autoimmunerkrankungen, die beide durch ein abtrünniges Immunsystem verursacht werden, auch heute noch ein ernstes Problem. Wenn es so einfach ist, eine neue Immunantwort hinzuzufügen, warum haben wir dann keine Möglichkeit, eine zu löschen?


Es ist eine interessante Frage. Der Grund, warum neue Immunreaktionen ausgelöst werden können, aber die Erinnerung an alte nicht gelöscht wird, basiert auf dem Konzept der Irreversibilität bestimmter chemischer Reaktionen.

Das Auslösen einer Immunantwort beinhaltet die klonale Expansion von Zellen, die die Epitopsensoren wie die Immunglobine und T-Zell-Rezeptoren exprimieren, begleitet von der Reifung dieser Rezeptoren. Einige der an diesem Prozess beteiligten Reaktionen sind irreversibel, darunter VDJ-Rekombinationen, Klassenwechsel und Affinitätsreifung.

Im Allgemeinen ist die Immunantwort analog zur natürlichen Selektion – in Gegenwart des Antigens werden die besten Binder selektiert und vermehrt. Um nun eine Spezies auszurotten, müsste man jedes Individuum finden und töten. Oder Sie müssen möglicherweise eine Technologie entwickeln, die eine bestimmte Spezies automatisiert identifiziert und tötet. Dies ist schwer zu implementieren; wie man einen Mechanismus entwickelt, der genau sucht und zerstört alle Epitopsensoren für ein bestimmtes Antigen. Im Gegensatz dazu geschieht die Selektion spontan, weil sie nicht mit einem Grund erfolgt. Es wählt nur das Beste aus dem verfügbaren Bestand aus.


Zu lang für einen Kommentar: Weil wir nicht wissen, wie das geht. Das Immunsystem ist eine äußerst komplexe und stark regulierte Funktion des menschlichen Körpers und es ist nicht einfach, einzelne Teile davon abzuschalten, ohne den ganzen Rest zu beeinträchtigen. Wir können Immunreaktionen (mehr oder weniger) vollständig blockieren, was für Menschen, die eine Transplantation erhalten haben, von Vorteil ist. Diese Menschen könnten ohne diese Intervention nicht überleben, da sich ihr Immunsystem sonst gegen ihr Transplantat wenden würde.

Der Nachteil für sie ist, dass sie eher schwere Infektionen bekommen. Ein Freund von mir, dem eine Niere transplantiert wurde, muss sehr aufpassen, dass er keine Lungenentzündung bekommt, da sein Immunsystem das kaum bekämpfen kann.

Das andere Problem bei der Bekämpfung dieser Immunantworten besteht darin, dass sie weit verbreitet sind. Nehmen wir als Beispiel Allergien: Hier stellen Sie Antikörper her, die hochspezifisch für das Antigen sind. Dies bedeutet, dass Sie relativ kurzlebige Plasmazellen herstellen, die aktiv große Mengen dieses Antikörpers produzieren, und langlebige Gedächtniszellen, die diese Erinnerung am Leben erhalten. Letztere wandern dann ins Knochenmark und warten auf eine weitere Exposition, damit sie sich wieder in weitere Plasmazellen und einige Gedächtniszellen vermehren. Dieser Prozess funktioniert für jedes Antigen, für das wir eine Immunität erwerben, einschließlich Impfungen.

Wie sollen wir eine Untergruppe von Gedächtniszellen selektiv aus dem Knochenmark entfernen, ohne alle anderen zu beeinflussen? Wie finden wir alle Versionen (ein Protein, das eine Immunreaktion auslöst, hat viel mehr als ein antigenes Peptid) davon? Und was vermasseln wir sonst noch, wenn wir es versuchen?


Science Surgery: „Warum greift das Immunsystem Krebszellen nicht an?“

Immunzellen (weiß). Bild mit freundlicher Genehmigung der EM-Einheit des LRI. Immunzellen im Blut gefunden.

Unsere Science Surgery-Reihe beantwortet Ihre krebswissenschaftlichen Fragen.

Millie hat uns auf Instagram gefragt: „Warum greift das Immunsystem Krebszellen nicht an?“

„Unser Immunsystem greift Krebszellen an“, sagt Professor Tim Elliott, ein von Cancer Research UK finanzierter Immunologe von der University of Southampton.

„Es erkennt und zerstört kleine Krebsarten, während sie sich ständig entwickeln. Wenn wir kein Immunsystem hätten, würden wir viel häufiger an Krebs erkranken.“

Dies liegt daran, dass der Prozess der Zellteilung nicht perfekt ist. Die Geschwindigkeit, mit der einige Zellen wachsen und sich teilen, bedeutet, dass Fehler passieren und Zellen beschädigt werden können.

In den meisten Fällen fungiert unser Immunsystem als Qualitätskontrolle und stellt sicher, dass diese zellulären Fehler im Keim erstickt werden, bevor sie zu unheilvoll werden. Eine Gruppe von Immunzellen, sogenannte Killer-T-Zellen, sind hauptsächlich dafür verantwortlich, unseren Körper zu patrouillieren und beschädigte Zellen oder kleine Tumore zu zerstören, bevor sie uns Schaden zufügen.

Wenn unser Immunsystem so gut ist, warum entwickeln wir dann immer noch Krebs, der behandelt werden muss?


Warum greift das Immunsystem den Dünndarm nicht an? Neue Studie liefert unerwartete Antwort

Als Antwort auf eine der ältesten Fragen der menschlichen Physiologie haben Forscher des Dana-Farber Cancer Institute herausgefunden, warum das körpereigene Immunsystem – ständig auf der Hut vor fremden Mikroben wie Bakterien – Gewebe im Dünndarm, die Millionen von Bakterienzellen beherbergen, nicht angreift .

In einer Studie in der Februar-Ausgabe von Nature Immunology, die derzeit als erweiterte Online-Publikation auf der Website des Journals verfügbar ist, identifizieren Forscher unter der Leitung von Shannon Turley, PhD, von Dana-Farber eine unwahrscheinliche Gruppe von Friedensstiftern: Lymphknotenzellen, die weisen wichtige Zellen des Immunsystems an, gesundes Gewebe in Ruhe zu lassen. Der Befund, der eine bisher unbekannte Ecke des menschlichen Immunsystems beleuchtet, könnte zu neuen Therapieformen für Autoimmunerkrankungen wie Typ-1-Diabetes und Multiple Sklerose führen.

„Wir haben herausgefunden, dass Zellen, die im Allgemeinen nicht als Teil des Immunsystems angesehen werden, tatsächlich eine wichtige Rolle beim Schutz des Darms vor Angriffen des Immunsystems spielen“, sagt Turley. "Da sich die Zellen in Lymphknoten im ganzen Körper befinden, können sie eine Möglichkeit bieten, eine Vielzahl von Autoimmunerkrankungen zu unterdrücken", die durch Angriffe des Immunsystems auf gesundes Gewebe entstehen.

Das Immunsystem unterscheidet zwischen normalen und fremden Erregern durch kleine Proteine, sogenannte Antigene, auf der Zelloberfläche. In Körperteilen wie der Bauchspeicheldrüse, die vor der äußeren Umgebung geschützt sind, zeigen Zellen, die als dendritische Zellen bekannt sind, die Antigene ihrer normalen Nachbarn auf eine Weise, die das Immunsystem "beruhigt". Durch das Ablesen dieser Antigene ohne Alarmbereitschaft lernen die T-Zellen des Immunsystems, dass solche Zellen nicht angreifbar sind.

Wissenschaftler fragen sich seit Jahren, ob in Geweben, die regelmäßig mit Bakterien und anderen mikrobiellen Organismen in Kontakt kommen, der gleiche Mechanismus am Werk ist. Der Dünndarm zum Beispiel, der lebenswichtige Nährstoffe aus Speisen und Getränken aufnimmt und den Körper vor eindringenden Mikroben schützt, wimmelt buchstäblich von Bakterien, die beim Abbau von Schlacken helfen. Das Vorhandensein so vieler Bakterien ist ein potenzieller Auslöser für eine Reaktion des Immunsystems. Warum ignorieren T-Zellen den Dünndarm fast immer und lassen dieses lebenswichtige Gewebe unversehrt?

"Es ist offensichtlich, dass T-Zellen in der Lage sein müssen, normales Darmgewebe zu ignorieren oder zu tolerieren", sagt Turley, der auch Assistenzprofessor für Pathologie an der Harvard Medical School ist. "Aber es war unklar, wie dendritische Zellen, die gegenüber mikrobiellen Wirkstoffen wie Bakterien extrem empfindlich sind, T-Zellen beibringen, gesunden Darmzellen zu widerstehen."

In der neuen Studie fanden Turley und ihre Kollegen heraus, dass dendritische Zellen tatsächlich nicht wesentlich sind, um Toleranz in T-Zellen zu erzeugen. Stattdessen und unerwartet wird Toleranz durch Stromazellen aus nahegelegenen Lymphknoten erzeugt. Obwohl sie nicht wie dendritische Zellen als "professionelle Antigenpräsenter" klassifiziert werden, dienen die Stromazellen dem gleichen Zweck: dem Immunsystem normale Zellantigene zu zeigen.

„Unsere Studie weist auf einen bisher unbekannten Mechanismus der Toleranz des Immunsystems hin“, erklärt Turley. „Wenn man an die Bedingungen im Dünndarm denkt, mit so vielen Millionen Bakterienzellen und so vielen Möglichkeiten für dendritische Zellen, einen Immunangriff zu stimulieren, ist es bemerkenswert, dass Darmgewebe so selten das Ziel eines Immunangriffs ist. Unsere Ergebnisse zeigen“ dass das Immunsystem Eigenschaften hat, die es noch zu entdecken gilt."

Die Studie wurde vom Claudia Adams Barr Program for Innovative Cancer Research bei Dana-Farber, dem National Institute of Diabetes and Digestive Kidney Diseases und dem Institut de la Recherche Agronomique finanziert.

Der Hauptautor der Studie ist Je-Wook Lee, PhD, von Dana-Farber. Co-Autoren sind Mathieu Epardaud, PhD, Jing Sun, MD, PhD, Jessica Becker, Alexander Cheng und Ai-ris Yonekura, von Dana-Farber, und Joan Heath, PhD, vom Ludwig Institute for Cancer Research, Victoria, Australien .

Das Dana-Farber Cancer Institute (http://www.dana-farber.org) ist eine der wichtigsten Lehreinrichtungen der Harvard Medical School und gehört zu den führenden Krebsforschungs- und -versorgungszentren in den Vereinigten Staaten. Es ist Gründungsmitglied des Dana-Farber/Harvard Cancer Center (DF/HCC), das vom National Cancer Institute als umfassendes Krebszentrum bezeichnet wurde.

Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Dana-Farber-Krebsinstitut. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Dr. Scott Gottlieb: Sehr wahrscheinlich wird das Virus im Herbst zurückkehren

Aber ein Virus kann nicht in irgendeine Zelle des Körpers eindringen. Stattdessen bindet sich eines seiner Proteine ​​an ein anderes Protein – ähnlich einem Schlüssel, der in ein Schloss passt – wodurch das Virus dann bestimmte Zellen entführen kann. Bei diesem Ausbruch passt das sogenannte Spike-Protein des Coronavirus vor allem auf "Schlösser", die auf Lungenzellen vorhanden sind, weshalb die von ihm verursachte Krankheit COVID-19 hauptsächlich eine Atemwegserkrankung ist.

Sobald die Invasion stattgefunden hat, verwandelt sich die Zelle im Wesentlichen in eine Fabrik, die Hunderte und Aberhunderte von Kopien des Virus produziert, basierend auf Anweisungen, die in ihrem genetischen Material – RNA oder im Fall des Coronavirus Ribonukleinsäure – kodiert sind.

"Es verhält sich im Grunde wie ein Dieb in der Zelle, der die gesamte zelluläre Maschinerie stiehlt und diese Maschinen umfunktioniert, um mehr aus dem Virus zu machen", sagte Glaunsinger.

Der menschliche Körper hat Abwehrsysteme entwickelt, um sich gegen diese Art von Infektionen zu schützen.

Erstens haben Zellen ein eingebautes Alarmsystem, um virale Eindringlinge zu erkennen. Die Anwesenheit eines Eindringlings löst eine sogenannte angeborene Immunantwort aus, die dazu führen kann, dass die Wirtszelle ein Protein freisetzt, das versucht, die Replikation des Virus zu stören, oder das Immunsystem versucht, die kompromittierten Zellen abzuschalten.

Aber manchmal reichen diese Abwehrmechanismen nicht aus.

„Wenn Sie eine hohe Virusdosis haben oder ein Virus Wege gefunden hat, diese Schutzmaßnahmen zu umgehen, kann diese angeborene Reaktion gelegentlich Verstärkungen herbeirufen“, sagte Charles Rice, Leiter des Labors für Virologie und Infektionskrankheiten an der Rockefeller University in New York City.

Die Arbeit dieser Verstärkungen bei dem Versuch, das Virus zu besiegen, verursacht normalerweise die Symptome einer Virusinfektion – mit anderen Worten, zu diesem Zeitpunkt kann eine Person Fieber bekommen und sich krank fühlen.

Aber Viren seien hinterhältig, sagte Glaunsinger, und sie könnten oft unter dem Radar fliegen und viel Schaden anrichten, bevor Alarme ausgelöst und Verstärkungen gerufen würden. Wenn eine Immunreaktion einsetzt, ist es oft zu spät.

„Zu diesem Zeitpunkt hat sich das Virus bereits verstärkt, es wurde bereits von dieser Person auf andere Menschen übertragen, und noch fühlt sich niemand schrecklich“, sagte sie.

Wenn das Immunsystem endlich ausgelöst wird, kann es auch auf Hochtouren laufen und einen sogenannten Zytokinsturm verursachen, von dem angenommen wird, dass er die Wurzel einiger der schwersten Coronavirus-Fälle ist.

„Es gibt viele Daten, die besagen, dass ein Teil des Schadens auf eine sehr starke und lebhafte Immunantwort zurückzuführen sein könnte, bei der der Körper zurückschlägt und alles, was er hat, auf das Virus wirft“, sagte Dr. Adam Lauring, und außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie an der University of Michigan in Ann Arbor. "Das kann zwar das Virus unter Kontrolle halten, aber auch die Lunge schädigen."

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Die extreme Immunantwort kann eine Lungenentzündung verschlimmern und bei den kränksten Patienten schwere Entzündungen verursachen, sagte Gatherer.

Die Fähigkeit eines Virus, sich der Entdeckung zu entziehen, ist ein weiterer Grund, warum es schwierig ist, es mit Medikamenten zu behandeln.

"Je früher Sie die Medikamente einnehmen, desto besser, aber bis jemand in eine Klinik kommt, ist das Virus bereits stark gewachsen, so dass Medikamente das Virus verlangsamen können, aber es kann zu spät sein, um den Schaden zu stoppen." zu diesem Zeitpunkt", sagte Lauring.

Auch antivirale Medikamente sind schwierig zu entwickeln, da sie ganz gezielt gegen bestimmte Viren wirken müssen. Das unterscheidet sich von Antibiotika, die eine Vielzahl von bakteriellen Infektionen behandeln können.

„Die Eigenschaften, auf die Antibiotika abzielen – die Zellwand oder die Schutzhülle von Bakterien – sind für viele verschiedene Bakterienarten gleich“, sagte Glaunsinger. "Deshalb kann man ein Medikament wie Penicillin herstellen, das nicht gegen ein Bakterium, sondern gegen viele wirkt."

Da Viren jedoch menschliche Zellen kapern, können antivirale Medikamente nicht ohne weiteres auf dieselben Funktionen abzielen, ohne dem Wirt noch mehr Schaden zuzufügen. Viren sind auch vielfältiger, sodass selbst eng verwandte Krankheitserreger – wie das aktuelle Coronavirus und das Coronavirus, das SARS verursacht – nicht unbedingt auf die gleichen Behandlungen ansprechen. Ebenso sind Medikamente, die zur Behandlung des Herpes-Simplex-Virus verwendet werden, gegen andere Herpes-Viren nicht wirksam.

Und weil Viren unterschiedliche "Schlüssel" haben, um in Zellen einzudringen, gibt es weniger gemeinsame Angriffspunkte für Medikamente, um Infektionen zu blockieren.

"Es gibt keine gemeinsame Achillesferse für alle diese Viren", sagte Rice. "Viren sind einfach zu unterschiedlich."

Selbst wenn für einige Viren antivirale Medikamente zur Verfügung stehen, heilen sie die Infektion nicht unbedingt. Medikamente zur Behandlung von HIV zum Beispiel können die Virusreplikation wirksam unterdrücken, aber nicht ausrotten. Die saisonale Influenza kann mit einem antiviralen Medikament namens Tamiflu behandelt werden, das dazu beitragen kann, die Dauer der Krankheit zu verkürzen, aber es ist üblich, das Virus auch nach der Genesung eines Patienten zu erkennen, sagte Lauring.

Das vielleicht einzige Virus, das wirklich durch Medikamente geheilt werden kann, ist laut Rice Hepatitis C, was dazu führt, dass das Virus nach der Behandlung ausgerottet wird.

Die Widerstandsfähigkeit von Viren hat sie im Laufe der Geschichte zu einer solchen Bedrohung gemacht, von Grippepandemien bis hin zu Ebola-Ausbrüchen. Und ihre Fähigkeit, sich schnell zu entwickeln, kombiniert mit den Herausforderungen bei der Entwicklung von Behandlungen und Heilmitteln, wird sicherstellen, dass sie eine bedeutende Bedrohung bleiben.

"Viren wollen einfach mehr aus sich machen und neue Wirte finden, die sie infizieren können", sagte Lauring. "Es ist wirklich das Überleben des Stärkeren."

Denise Chow ist Reporterin für NBC News Science mit dem Schwerpunkt allgemeine Wissenschaft und Klimawandel.


Die Autoren erklären, dass die Forschung ohne kommerzielle oder finanzielle Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Schlüsselwörter: Stressprotein, Zellstress, psychischer Stress, Hitzeschock-(Stress-)Proteine, ungefaltete Proteinantwort (UPR)

Zitat: Bae Y-S, Shin E-C, Bae Y-S und Van Eden W (2019) Editorial: Stress und Immunität. Vorderseite. Immunol. 10:245. doi: 10.3389/fimmu.2019.00245

Eingegangen: 22. August 2018 Angenommen: 28. Januar 2019
Veröffentlicht: 14. Februar 2019.

Bearbeitet und überprüft von: Pietro Ghezzi, Brighton and Sussex Medical School, Vereinigtes Königreich

Copyright © 2019 Bae, Shin, Bae und Van Eden. Dies ist ein Open-Access-Artikel, der unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License (CC BY) verbreitet wird. Die Verwendung, Verbreitung oder Vervielfältigung in anderen Foren ist unter Nennung der Urheber und Urheber sowie unter Angabe der Originalpublikation in dieser Zeitschrift gemäß wissenschaftlicher Praxis gestattet. Es ist keine Verwendung, Verbreitung oder Vervielfältigung gestattet, die nicht diesen Bedingungen entspricht.


B-Lymphozyten

Bei Anregung durch das Th2-Weg differenzieren naive B-Zellen zu Antikörper-sezernierenden Plasmazellen. Eine Plasmazelle ist eine Immunzelle, die Antikörper sezerniert. Diese Zellen entstehen aus B-Zellen, die durch Antigene stimuliert wurden. Ähnlich wie T-Zellen sind naive B-Zellen zunächst mit Tausenden von B-Zell-Rezeptoren (BCRs) umhüllt, bei denen es sich um membrangebundene Formen von Ig (Immunglobulin oder Antikörper) handelt. Der B-Zell-Rezeptor hat zwei schwere Ketten und zwei leichte Ketten, die durch Disulfidbrücken verbunden sind. Jede Kette hat eine konstante und eine variable Region, wobei letztere an der Antigenbindung beteiligt ist. Zwei weitere Membranproteine, Ig alpha und Ig beta, sind an der Signalübertragung beteiligt. Die Rezeptoren einer bestimmten B-Zelle, wie in Abbildung gezeigt, sind alle gleich, aber die Hunderte von Millionen verschiedener B-Zellen in einem Individuum haben unterschiedliche Erkennungsdomänen, die zu einer umfassenden Vielfalt der Arten von molekularen Strukturen beitragen, an die sie binden können. In diesem Zustand fungieren B-Zellen als APCs. Sie binden und verschlingen fremde Antigene über ihre BCRs und zeigen dann prozessierte Antigene im Kontext von MHC II-Molekülen an Th2 Zellen. Wenn ein Th2-Zelle erkennt, dass eine B-Zelle an ein relevantes Antigen gebunden ist, sie sondert spezifische Zytokine ab, die die schnelle Vermehrung der B-Zelle anregen, wodurch Tausende von identischen (klonalen) Kopien davon hergestellt werden, und dann synthetisiert und sezerniert sie Antikörper mit demselben Antigen Erkennungsmuster wie die BCRs. Die Aktivierung von B-Zellen, die einer bestimmten BCR-Variante entsprechen, und die dramatische Proliferation dieser Variante wird als klonale Selektion bezeichnet. Dieses Phänomen ändert drastisch, aber kurz, die Anteile der vom Immunsystem exprimierten BCR-Varianten und verschiebt das Gleichgewicht hin zu BCRs, die für den infizierenden Erreger spezifisch sind.

B-Zell-Rezeptoren sind in die Membranen von B-Zellen eingebettet und binden über ihre variablen Regionen eine Vielzahl von Antigenen. Die Signaltransduktionsregion überträgt das Signal in die Zelle.

T- und B-Zellen unterscheiden sich grundlegend: Während T-Zellen Antigene binden, die von APCs verdaut und in MHC-Moleküle eingebettet wurden, fungieren B-Zellen als APCs, die intakte Antigene binden, die nicht prozessiert wurden. Obwohl sowohl T- als auch B-Zellen mit Molekülen reagieren, die als „Antigene“ bezeichnet werden, reagieren diese Lymphozyten tatsächlich auf sehr unterschiedliche Arten von Molekülen. B-Zellen müssen in der Lage sein, intakte Antigene zu binden, da sie Antikörper sezernieren, die den Erreger direkt erkennen müssen, und nicht verdaute Überreste des Erregers. Bakterielle Kohlenhydrat- und Lipidmoleküle können B-Zellen unabhängig von den T-Zellen aktivieren.


2-9. Die Hydrolyse von C3 bewirkt die Initiierung des alternativen Komplementweges

Der dritte Weg der Komplementaktivierung wird als alternativer Weg bezeichnet, weil er als zweiter oder 𠆊lternativer’ Weg für die Komplementaktivierung entdeckt wurde, nachdem der klassische Weg definiert worden war. Dieser Weg kann auf vielen mikrobiellen Oberflächen in Abwesenheit spezifischer Antikörper verlaufen und führt zur Bildung einer unterschiedlichen C3-Konvertase, die als C3b,Bb bezeichnet wird. Im Gegensatz zum klassischen und MB-Lectin-Weg der Komplementaktivierung hängt der alternative Weg für seine Initiation nicht von einem pathogenbindenden Protein ab, sondern wird durch die spontane Hydrolyse von C3 initiiert, wie in den oberen drei Feldern von Abb. 2.15. Die charakteristischen Komponenten des Pfades sind in Abb. 2.16 aufgelistet. Eine Reihe von Mechanismen stellt sicher, dass der Aktivierungsweg nur auf der Oberfläche eines Pathogens abläuft.

Abbildung 2.15

Komplement, das durch den alternativen Weg aktiviert wird, greift Krankheitserreger an, während Wirtszellen geschont werden, die durch Komplement-regulierende Proteine ​​geschützt sind. Die Komplementkomponente C3 wird im Plasma spontan zu C3(H2O), das Faktor B bindet und (mehr.)

Abbildung 2.16

Die Proteine ​​des alternativen Weges der Komplementaktivierung.

C3 ist im Plasma reichlich vorhanden und C3b wird in signifikanter Geschwindigkeit durch spontane Spaltung (auch bekannt als ‘tickover’) produziert. Dies geschieht durch die spontane Hydrolyse der Thioesterbindung in C3 zu C3(H2O) mit veränderter Konformation, die die Bindung des Plasmaproteins ermöglicht Faktor B. Die Bindung von B durch C3(H2O) ermöglicht dann eine Plasmaprotease namens Faktor D um Faktor B in Ba und Bb zu spalten, wobei letzteres mit C3(H2O) zu C3(H2O)Bb-Komplex. Dieser Komplex ist eine Flüssigphasen-C3-Konvertase, und obwohl er nur in geringen Mengen gebildet wird, kann er viele Moleküle von C3 zu C3a und C3b spalten. Vieles von diesem C3b wird durch Hydrolyse inaktiviert, aber einige heften sich über seine reaktive Thioestergruppe kovalent an die Oberfläche von Wirtszellen oder an Krankheitserreger. Auf diese Weise gebundenes C3b ist in der Lage, Faktor B zu binden, wodurch seine Spaltung durch Faktor D ermöglicht wird, um das kleine Fragment Ba und die aktive Protease Bb zu ergeben. Dies führt zur Bildung der alternativen C3-Konvertase, C3b,Bb (siehe Abb. 2.15).

Wenn C3b an Wirtszellen bindet, verbinden sich eine Reihe von Komplement-regulatorischen Proteinen, die im Plasma und auf den Wirtszellmembranen vorhanden sind, um das Fortschreiten der Komplementaktivierung zu verhindern. Diese Proteine ​​interagieren mit C3b und verhindern entweder die Bildung der Konvertase oder fördern ihre schnelle Dissoziation (siehe Abb. 2.15). So sind der Komplementrezeptor 1 (CR1) und ein membrangebundenes Protein, das als Decay-Accelerating Factor bekannt ist (DAF oder CD55) konkurrieren mit Faktor B um die Bindung an C3b auf der Zelloberfläche und können Bb aus einer bereits gebildeten Konvertase verdrängen. Die Bildung von Convertase kann auch durch Spaltung von C3b in sein inaktives Derivat iC3b verhindert werden. Dies wird durch eine Plasmaprotease erreicht, Faktor I, in Verbindung mit C3b-bindenden Proteinen, die als Cofaktoren wirken können, wie CR1 und Membran-Cofaktor der Proteolyse (MCP oder CD46), ein weiteres Wirtszellmembranprotein. Faktor H ist ein weiteres komplementregulierendes Protein im Plasma, das C3b bindet und wie CR1 in der Lage ist, mit Faktor B zu konkurrieren und Bb von der Konvertase zu verdrängen, sowie als Cofaktor für Faktor I zu wirken. Faktor H bindet bevorzugt an C3b, das an Wirbeltiere gebunden ist Zellen, da es eine Affinität zu den Sialinsäureresten hat, die auf diesen Zellen vorhanden sind.

Im Gegensatz dazu kann sich die C3b,Bb-Konvertase bilden und persistieren, da den Pathogenoberflächen diese regulatorischen Proteine ​​und Sialinsäurereste fehlen. Tatsächlich kann dieser Prozess durch einen positiven regulatorischen Faktor begünstigt werden, der als Properdin oder . bekannt ist Faktor P, das an viele mikrobielle Oberflächen bindet und die Konvertase stabilisiert. Ein Mangel an Faktor P geht mit einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen mit . einher Neisseria Spezies. Einmal gebildet, spaltet die C3b,Bb-Konvertase schnell noch mehr C3 zu C3b, das an das Pathogen binden und entweder als Opsonin wirken oder den Weg zur Bildung eines weiteren Moleküls der C3b,Bb-Konvertase wieder in Gang setzen kann. Somit wird der alternative Weg durch eine Amplifikationsschleife aktiviert, die auf der Oberfläche eines Pathogens ablaufen kann, aber nicht auf einer Wirtszelle. Dieselbe Amplifikationsschleife ermöglicht es dem alternativen Weg, zur Komplementaktivierung beizutragen, die ursprünglich durch den klassischen oder den MB-Lectin-Weg ausgelöst wurde (Abb. 2.17).

Abbildung 2.17

Der alternative Weg der Komplementaktivierung kann den klassischen oder den MB-Lectin-Weg amplifizieren, indem er eine alternative C3-Konvertase bildet und mehr C3b-Moleküle auf dem Pathogen ablagert. C3b, das über den klassischen oder MB-Lectin-Weg abgelagert wird, kann binden (mehr.)

Die C3-Konvertasen, die aus der Aktivierung des klassischen und MB-Lectin-Weges (C4b,2b) und des alternativen Weges (C3b,Bb) resultieren, sind offensichtlich verschieden. Das Verständnis des Komplementsystems wird jedoch durch die Anerkennung der engen evolutionären Beziehungen zwischen den verschiedenen Komplementproteinen etwas vereinfacht. Somit sind die Komplementzymogene, Faktor B und C2, eng verwandte Proteine, die von homologen Genen kodiert werden, die im Tandem des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) auf dem menschlichen Chromosom 6 lokalisiert sind. Darüber hinaus enthalten ihre jeweiligen Bindungspartner C3 und C4 beide Thioesterbindungen, die bieten die Möglichkeit, die C3-Konvertasen kovalent an eine Pathogenoberfläche zu binden. Nur eine Komponente des alternativen Weges scheint völlig unabhängig von seinen funktionellen Äquivalenten im klassischen und MB-Lectin-Weg zu sein, dies ist die initiierende Serinprotease, Faktor D als aktives Enzym und nicht als Zymogen. Dies ist sowohl für die Initiierung des alternativen Weges durch spontane C3-Spaltung notwendig als auch für den Wirt sicher, da Faktor D kein anderes Substrat als Faktor B hat, wenn er an C3b gebunden ist. Dies bedeutet, dass Faktor D sein Substrat nur in sehr geringen Mengen im Plasma und auf Pathogenoberflächen findet, wo der alternative Weg der Komplementaktivierung ablaufen kann.

Der Vergleich der verschiedenen Wege der Komplementaktivierung veranschaulicht das allgemeine Prinzip, dass die meisten der Immuneffektormechanismen, die auf nichtklonale Weise als Teil der frühen nichtadaptiven Wirtsantwort gegen eine Infektion aktiviert werden können, während der Evolution genutzt wurden, um als Effektormechanismen der adaptiven Immunität. Es ist fast sicher, dass sich die adaptive Reaktion dadurch entwickelt hat, dass dem ursprünglichen nicht-adaptiven System eine spezifische Erkennung hinzugefügt wurde. Besonders deutlich wird dies am Komplementsystem, da hier die Komponenten definiert sind und die funktionellen Homologen als evolutionär verwandt zu erkennen sind (Abb. 2.18).

Abbildung 2.18

Es besteht eine enge Beziehung zwischen den Faktoren des alternativen MB-Lektins und den klassischen Wegen der Komplementaktivierung. Die meisten Faktoren sind entweder identisch oder die Produkte von Genen, die dupliziert und dann in der Sequenz divergiert haben. Je mehr. )


Wie wir die Forschung nutzen

Stressbewältigung, insbesondere chronischer oder langfristiger Stress (auch wenn er nicht intensiv ist), kann Menschen helfen, Keime zu bekämpfen. Bei Belastung durch langfristige Stressoren, wie die Pflege eines älteren Elternteils oder Ehepartners mit Demenz, kann die Gesundheit von einem gewissenhaften Stressmanagement profitieren.

Kiecolt-Glaser und Glaser bestätigten diese hoffnungsvolle Option, indem sie die Immunfunktion von prüfungsgestressten Medizinstudenten mit Hypnose- und Entspannungstraining mit denen von Studenten ohne Training verglichen. Zunächst schienen die Immunantworten der beiden Gruppen nachzulassen. Bei näherer Betrachtung zeigte sich jedoch, dass einige Schüler diese Übung ernster nahmen als andere. Diejenigen, die das Entspannungstraining nicht ernst nahmen, schnitten nicht so gut ab, diejenigen, die gewissenhaft praktizierten, hatten tatsächlich eine signifikant bessere Immunfunktion während der Prüfungen als Studenten, die unregelmäßig oder gar nicht praktizierten.

Schließlich unterstreichen die neuesten Erkenntnisse zu sozialem Stress den Wert guter Freunde, selbst ein paar enge Freunde können dazu beitragen, dass sich jemand verbunden fühlt und stark bleibt. Soziale Bindungen können die Immunität indirekt stärken, da Freunde – zumindest gesundheitsbewusste Freunde – ein gesundes Verhalten wie Essen, Schlafen und gute Bewegung fördern können. Gute Freunde helfen auch, den Stress negativer Ereignisse abzufedern.


Mit zunehmendem Alter wird das Immunsystem auf folgende Weise weniger wirksam:

Das Immunsystem wird weniger in der Lage, sich selbst von anderen zu unterscheiden (d. h. fremde Antigene zu identifizieren). Infolgedessen treten Autoimmunerkrankungen häufiger auf.

Makrophagen (die Bakterien und andere fremde Zellen aufnehmen) zerstören Bakterien, Krebszellen und andere Antigene langsamer. Diese Verlangsamung kann ein Grund dafür sein, dass Krebs bei älteren Menschen häufiger auftritt.

T-Zellen (die sich an Antigene erinnern, denen sie zuvor begegnet sind) reagieren weniger schnell auf die Antigene.

Es gibt weniger weiße Blutkörperchen, die auf neue Antigene reagieren können. Wenn ältere Menschen also auf ein neues Antigen stoßen, kann sich der Körper weniger daran erinnern und sich dagegen wehren.

Ältere Menschen haben geringere Mengen an Komplementproteinen und produzieren nicht so viele dieser Proteine ​​als jüngere Menschen als Reaktion auf bakterielle Infektionen.

Obwohl die als Reaktion auf ein Antigen produzierte Antikörpermenge insgesamt ungefähr gleich bleibt, werden die Antikörper weniger in der Lage, sich an das Antigen zu binden. Diese Veränderung kann teilweise erklären, warum Lungenentzündung, Influenza, infektiöse Endokarditis und Tetanus bei älteren Menschen häufiger auftreten und häufiger zum Tod führen. Diese Veränderungen können auch teilweise erklären, warum Impfstoffe bei älteren Menschen weniger wirksam sind und daher für ältere Menschen eine Auffrischimpfung (die für einige Impfstoffe verfügbar sind) wichtig ist.

Diese Veränderungen der Immunfunktion können dazu beitragen, dass ältere Menschen anfälliger für einige Infektionen und Krebsarten sind.


Schau das Video: Allergien - Erklärung, Symptome und Ursachen (Januar 2022).