Antikörperabhängige zellvermittelte Zytotoxizität (ADCC)

Von Dr. Surat P, Ph.D.Überprüft von Dr. Liji Thomas, MD

Antikörper-abhängige zellvermittelte Zytotoxizität (ADCC) bezieht sich auf die Abtötung einer mit Antikörpern beschichteten Zielzelle durch eine Effektorzelle des Immunsystems.

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ADCC-Schritte

Zunächst produziert die B-Zelle Antikörper, die gegen bestimmte Antigene auf einem Krankheitserreger oder einem Fremdkörper gerichtet sind.

Diese Antikörper binden an das Zielantigen, und die konstante Region des Antikörpers (Fc) wird von den Effektorzellen des Immunsystems über Fc-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche erkannt.

Nach der Erkennung setzen die Effektorzellen Chemikalien frei, die dann die an den Antikörper gebundene Zielzelle lysieren und töten. Dieser Mechanismus ist ein entscheidender Teil der Immunantwort.

Aktivierung von ADCC

ADCC kann über verschiedene Kanäle aktiviert werden.

Spezifische Bindung von Antikörpern

In den meisten Fällen beinhaltet die Aktivierung von ADCC die Bindung von IgG-Antikörpern an Antigene, obwohl bei Befall durch invasive Helminthen und einige andere Parasiten IgE-Antikörper an das Antigen auf der Erregeroberfläche gebunden werden können.

Rekrutierung von Immunzellen durch das Fc-Fragment des Antikörpers

Die konstante Region des Antikörpers kann verschiedene Arten von Immunzellen rekrutieren, darunter Granulozyten wie Neutrophile, Monozyten, Eosinophile, sowie Makrophagen und natürliche Killerzellen.

Effektorzellen

Nach der Erkennung des Fc-Fragments des Antikörpers werden verschiedene Arten von Zellen an den Ort der Zielzellen-Antikörper-Reaktion rekrutiert, und diese Zellen agieren mit unterschiedlichen Methoden, um die Zielzelle zu töten.

Makrophagen: Makrophagen sind an der Abtötung der Zielzelle beteiligt, indem sie lytische und toxische Enzyme am Zielort freisetzen.

Natürliche Killerzellen (NK): Diese Zellen können Krankheitserreger erkennen, die kein MHC exprimieren, und sie wirken, indem sie Granzym- und Perforinproteine freisetzen, die Löcher in die Zellmembran von Krankheitserregern bohren und sie dadurch abtöten.

Neutrophile: Diese Zellen sind an der Erkennung von pathogenen Bakterien beteiligt und wirken durch die Freisetzung von lytischen Enzymen und die Erzeugung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), die die eindringenden Mikroben zerstören.

Eosinophile: Diese Zellen sind an der Erkennung von Parasiten beteiligt, was zu ihrer Aktivierung mit der Freisetzung toxischer Substanzen führt, die den Tod der pathogenen Zellen bewirken.

Mechanismen der Zytotoxizität

Es ist inzwischen erwiesen, dass die Fc-Rezeptoren vernetzt sein müssen, um die Signalkaskade in Gang zu setzen, die zur Zytotoxizität führt. Die Bindung von monomerem IgG reicht nicht aus.

Dieser Vernetzungsprozess basiert auf der Erkennung mehrerer Signale, die wiederum vom Antikörper und dem Fc-Rezeptor, anderen Signalmolekülen und den Effektorzellen abhängen.

Mechanismus der Zellzerstörung

Kalziumabhängige Prozesse

Bei bestimmten Prozessen wird nach der Erkennung des Ziels eine kalziumabhängige exozytische Kaskade aktiviert, die zur Freisetzung intrazellulärer Granula aus einer Effektorzelle führt, die den Erreger angreifen.

Ein solches Molekül ist Perforin, das sich an die Zellmembran heftet und eine Pore bildet. Der anschließende Austritt von intrazellulärem Material und ein ionisches Ungleichgewicht führen zur Zelllyse. Ein anderes ist Granzym B, ein Enzym, das an der DNA-Fragmentierung in den Zielzellen beteiligt ist.

Einschaltung von Fas

Einige Zielzellen exprimieren das Fas-Antigen, das dann von einem Wirtszellmolekül namens Fas-Ligand eingeschaltet wird. Dadurch wird eine Signalkaskade aktiviert, die letztlich zum Zelltod durch NK-Zellen führt.

Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies

Bestimmte Effektorzellen wie Monozyten, Makrophagen und Neutrophile können reaktive Sauerstoffspezies freisetzen, wenn die Fc-Rezeptoren vernetzt werden. Die reaktiven Sauerstoffspezies führen dann zum Tod der Zielzelle.

Perspektiven

ADCC ist eine kritische Komponente der Wirtsimmunität, und einige der spezifisch gegen Tumorzellen gerichteten Antikörper haben auch eine Rolle bei der Behandlung von Tumoren in Mäusemodellen in vivo gespielt.

ADCC wird ausgelöst, wenn Antikörper sowohl an das Antigen auf der Zielzelle als auch an Fc-Rezeptoren auf den Effektorzellen des Wirts binden. Dieser Prozess führt letztlich zur Abtötung der pathogenen Zielzelle durch den Wirt.

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Geschrieben von

Dr. Surat P

Dr. Surat hat 2016 am Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, Indien) in Zellbiologie und Mechanobiologie promoviert. Vor ihrer Promotion erwarb Surat einen Bachelor of Science (B.Sc.) in Zoologie, während dessen sie ein Sommerstipendium der Indischen Akademie der Wissenschaften erhielt, um die an AIDS beteiligten Proteine zu untersuchen. Sie verfasst Artikel zu einer breiten Palette von Themen wie medizinische Ethik, Datenmanipulation, Pseudowissenschaft und Aberglaube, Bildung und menschliche Evolution. Ihre Leidenschaft gilt der Wissenschaftskommunikation und sie schreibt Artikel zu allen Bereichen der Biowissenschaften.

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