Antikörper

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Antikörper, auch Immunglobuline genannt, sind Glykoproteine, die als Reaktion auf eindringende Fremdpartikel (Antigene) wie Mikroorganismen und Viren natürlich produziert werden. Als solche spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Abwehr von Infektionen und Krankheiten durch das Immunsystem.

Zelle im menschlichen Organismus

Antigene, die von Antikörpern erkannt und gebunden werden, können Proteine wie Rezeptoren, die auf Krebszellen exprimiert werden, Zucker auf Bakterien- und Viruszelloberflächen, Hormone, chemische Verbindungen oder Nukleinsäurestrukturen sein. Die Region eines Antigens, das mit einem Antikörper interagiert, wird als Epitop bezeichnet.

Natürliche Antikörper

Auch der Mensch und höhere Primaten produzieren "natürliche Antikörper", die vor einer Virusinfektion im Serum vorhanden sind. Natürliche Antikörper wurden definiert als Antikörper, die ohne vorherige Infektion, Impfung, andere Fremdantigenexposition oder passive Immunisierung hergestellt werden.

Diese Antikörper können den klassischen Komplementweg aktivieren, der zur Lysierung von umhüllten Viruspartikeln führt, lange bevor die adaptive Immunantwort aktiviert wird. Viele natürliche Antikörper richten sich gegen das Disaccharid Galactose α(1,3)-Galactose (α-Gal), das als terminaler Zucker auf glykosylierten Zelloberflächenproteinen zu finden ist und als Reaktion auf die Produktion dieses Zuckers durch im menschlichen Darm enthaltene Bakterien erzeugt wird. Die Abstoßung transplantierter Organe soll zum Teil das Ergebnis natürlicher Antikörper sein, die im Serum des Empfängers zirkulieren und an α-Gal-Antigene binden, die am Spendergewebe exprimiert werden.

Fc-Region des Antikörpers

Die Fähigkeit eines Antikörpers, mit den anderen Komponenten des Immunsystems zu kommunizieren, wird über seine Fc-Region (an der Basis des "Y") gesteuert, die eine konservierte Glykosylierungsstelle aufweist, die an diesen Wechselwirkungen beteiligt ist. Die Produktion von Antikörpern ist die Hauptfunktion des humoralen Immunsystems.

Physikalische Form des Antikörpers

Stärkung des Immunsystems

Antikörper werden von B-Zellen des adaptiven Immunsystems abgesondert, meist von differenzierten B-Zellen, den sogenannten Plasmazellen. Antikörper können in zwei physikalischen Formen auftreten, einer löslichen Form, die aus der Zelle ausgeschieden wird, um im Blutplasma frei zu sein, und einer membrangebundenen Form, die an der Oberfläche einer B-Zelle befestigt ist und als B-Zell-Rezeptor (BCR) bezeichnet wird.

B-Zell-Rezeptor des Antikörpers

Die BCR befindet sich nur auf der Oberfläche von B-Zellen und erleichtert die Aktivierung dieser Zellen und ihre anschließende Differenzierung in entweder Antikörperfabriken, die Plasmazellen genannt werden, oder Gedächtnis-B-Zellen, die im Körper überleben und sich an dasselbe Antigen erinnern, damit die B-Zellen auf zukünftige Exposition schneller reagieren können. In den meisten Fällen ist eine Interaktion der B-Zelle mit einer T-Helferzelle notwendig, um eine vollständige Aktivierung der B-Zelle und damit eine Antikörperbildung nach der Antigenbindung zu erreichen. Lösliche Antikörper werden in die Blut- und Gewebeflüssigkeit abgegeben, ebenso wie viele Sekretteile, die zur weiteren Untersuchung auf eindringende Mikroorganismen weiter überwacht werden.

Gruppe von Antikörpern

Normalerweise erzeugt das Immunsystem eine große Gruppe von Antikörpern, die mehrere Epitope eines bestimmten Antigens erkennen. Jeder Antikörper wird von einer anderen Antikörper produzierenden Plasmazelle abgesondert und kann für ein anderes Epitop spezifisch sein. Da die im Serum vorkommenden Antikörper von vielen Plasmazellen (Klone) gemeinsam produziert werden, werden sie als polyklonal bezeichnet. Dies ist zwar ein Vorteil bei der Bekämpfung von Infektionen in der Natur, aber die Heterogenität der polyklonalen Antikörper schränkt ihren Einsatz als Forschungsinstrument ein.

Gewinnung von Antikörpern

Ein großer Durchbruch in der Entwicklung von Antikörpern für Forschungsanwendungen war die Entwicklung einer Technik zur Herstellung monoklonaler Antikörper 1975 durch Köhler und Milstein . Bei dieser Technik werden B-Zellen (Plasmazellenvorläufer) aus der Milz eines Tieres entfernt, das mit einem Antigen herausgefordert wurde, und anschließend mit einer unsterblichen Myelom-Tumorzelllinie fusioniert. Daraus ergibt sich ein einzelliger Hybrid, das so genannte Hybridom. Die B-Zellen verleihen der Antikörperproduktionsfähigkeit, während die Myelomzellen es Hybridomen ermöglichen, sich auf unbestimmte Zeit zu teilen und in Kultur gut zu wachsen. Hybridome sezernieren nur einen einzigen Antikörpertyp und gewährleisten so eine langfristige Versorgung mit Antikörpern, die für ein einzelnes Epitop selektiv sind, die auch als Monoklonale bezeichnet werden.

Siehe auch

Literatur

Weblinks

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