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Von Shelley Farrar Stoakes, M.Sc, B.Sc.Reviewed by Hannah Simmons, M.Sc.

Der Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) ist eine Gruppe von Genen, die für Proteine auf der Zelloberfläche kodieren, die eine wichtige Rolle bei der Immunantwort spielen.

Credit: Juan Gaertner/.com

Ihre Hauptaufgabe besteht in der Antigenpräsentation, bei der MHC-Moleküle Peptidfragmente zur Erkennung durch geeignete T-Zellen anzeigen. Dies ist ein wichtiger Prozess in der Reaktion des Immunsystems zur Zerstörung eindringender Krankheitserreger.

Der MHC-Komplex auf der Zelloberfläche ist notwendig für die Selbsterkennung der Zellen und verhindert, dass das Immunsystem seine eigenen Zellen angreift. Bestimmte MHC-Allele werden mit einem erhöhten Risiko für Autoimmunerkrankungen wie Hodgkin-Lymphom und Multiple Sklerose in Verbindung gebracht.

Eine weitere Funktion des Haupthistokompatibilitätskomplexes ist die Allorekognition von Gewebe, ein wichtiger Faktor bei der Verhinderung einer erfolgreichen Organtransplantation.

MHC und Antigenpräsentation

Der MHC steuert, wie das Immunsystem spezifische Antigene erkennt und auf sie reagiert. Die Antigenspezifität der T-Zell-Erkennung wird durch MHC-Moleküle gesteuert, wobei sich die Antigenpräsentation zwischen MHC-Klasse-I- und Klasse-II-Molekülen unterscheidet.

Die beiden Klassen von MHC-Molekülen haben eine ähnliche Funktion, die darin besteht, kurze Peptide an die Zelloberfläche zu bringen, damit sie von CD8+ und CD4+ T-Zellen erkannt werden. MHC-Klasse-I-Moleküle präsentieren Antigene, die intrazellulär oder endogen sind, während MHC-Klasse-II-Moleküle Antigene präsentieren, die extrazellulär oder exogen sind. Der MHC-Klasse-I-Komplex an der Zelloberfläche löst sich im Laufe der Zeit auf, was zur Internalisierung in das Endosom und zum Eintritt in den MHC-Klasse-II-Weg führt.

Es kommt auch zu einer Kreuzpräsentation, bei der MHC-Klasse-I-Moleküle extrazelluläre Antigene an CD8+ T-Zellen präsentieren. Der Abbau durch Autophagie kann dazu führen, dass körpereigene Antigene von MHC-Klasse-II-Molekülen präsentiert werden. Viele Viren haben Proteine entwickelt, die die Antigenpräsentation durch MHC-Moleküle verhindern, indem sie die MHC-Moleküle abbauen oder fehllokalisieren. Die Kreuzpräsentation ist besonders wichtig, um auf Viren zu reagieren, die nicht ohne weiteres Antigen-präsentierende Zellen infizieren.

MHC und Autoimmunität

Bestimmte MHC-Moleküle werden mit einem erhöhten Risiko für Autoimmun- und Entzündungskrankheiten in Verbindung gebracht. Die MHC-Antigene HLA-B wurden erstmals 1967 bei Patienten mit Hodgkin-Lymphom in erhöhter Häufigkeit nachgewiesen. Weitere Erkrankungen, die mit bestimmten MHC-Molekülen in Verbindung gebracht werden, sind Multiple Sklerose, Morbus Crohn und rheumatoide Arthritis.

Eine gepoolte Analyse von MHC-Krankheitsassoziationen ergab, dass es eine gemeinsame Krankheitsanfälligkeit für Allele gibt, die aus HLA-DR4-Haplotypen entstehen, was darauf hindeutet, dass es sowohl gemeinsame als auch krankheitsspezifische Assoziationen zwischen MHC und Autoimmunität gibt.

Der Mechanismus, der dem Zusammenhang zwischen MHC und Autoimmunerkrankungen zugrunde liegt, ist noch nicht vollständig geklärt, spiegelt aber möglicherweise eine Störung der Toleranz gegenüber Selbstantigenen bei abnormaler Antigenpräsentation durch MHC-Klasse-II-Moleküle wider. Spezifische MHC-Klasse-II-Allele sind daher wahrscheinlich ausschlaggebend für die Ausrichtung auf Autoantigene, was zu einer Krankheitsassoziation führt.

MHC und Allorecognition von Geweben

Allorecognition ist die Fähigkeit eines Organismus, seine Gewebe von denen eines anderen Organismus innerhalb derselben Spezies zu unterscheiden, und hat wichtige Auswirkungen auf die Transplantation. Ein Risiko der Organtransplantation ist die Alloresponse, bei der das histo-inkompatible Antigen erkannt wird und durch den Einsatz allospezifischer T-Zellen eine adaptive Immunantwort hervorruft.

Dies kann zur Abstoßung des transplantierten Gewebes führen. Der MHC ist am direkten Mechanismus der Allorekognition beteiligt, bei dem T-Zellen Determinanten des MHC-Molekül-Peptid-Komplexes des Spenders auf der Zelloberfläche erkennen. Dies liegt daran, dass die MHC-Moleküle eine antigene Determinante, ein so genanntes Epitop, aufweisen, das entweder selbst oder nicht selbst ist, wobei Antigene der transplantierten Zellen als nicht selbst erkannt werden.

Um eine Alloresponse bei nicht toleranten Empfängern zu verhindern, werden immunsuppressive Medikamente verabreicht, die jedoch bekanntermaßen langfristige Nebenwirkungen haben. Ein besseres Verständnis der Rolle des MHC bei der Allorekognition von Geweben könnte zu künftigen Zielen für die Immunmodulation führen und die Notwendigkeit einer langfristigen Immunsuppression bei Transplantationspatienten verringern.

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Geschrieben von

Shelley Farrar Stoakes

Shelley hat einen Master-Abschluss in menschlicher Evolution von der Universität Liverpool und arbeitet derzeit an ihrer Ph.D. und erforscht die vergleichende Skelettanatomie von Primaten und Menschen. Ihre Leidenschaft gilt der Wissenschaftskommunikation, wobei sie sich besonders darauf konzentriert, einem breiten Publikum die neuesten wissenschaftlichen Nachrichten und Entdeckungen zu vermitteln. Außerhalb der Forschung und des wissenschaftlichen Schreibens liest Shelley gerne, entdeckt neue Bands in ihrer Heimatstadt und macht lange Spaziergänge mit ihrem Hund.

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