T-Zellen

Posted on by Julia Holland

T-Zellen sind die Superhelden der erworbenen Immunantwort, die die Fremdkörper, sei es Bakterien, Viren oder auch Krebszellen, selber zur Strecke bringen und gehören zu den Lymphozyten (den weißen Blutkörperchen).

Diese T-Zellen erkennen mit ihrem T-Zell-Rezeptor (TCR) ein einziges spezifisches Antigen. Genauso wie der B-Zell-Rezeptor nur ein Antigen erkennen kann. Der TCR tastet die MHC-Komplexe auf Zellen ab und erkennt, wenn diese ein passendes Antigen präsentieren. Auch hier gilt wieder das Schlüssel-Schloss-Prinzip. Passt das Antigen in den TCR, schon ist sie  aktiviert.

Zytotoxische-T-Zellen

Die vier verschiedenen T-Zell-Typen sind in verschiedenen Blautönen dargestellt. Die T-Helfer-Zelle (TH), die Cytotoxische-T-Zelle (TC), die T-Gedächtnis-Zelle (TM) und die Regulatorische-T-Zelle (TReg). Darunter ist die Aktivierung einer TH und B-Zelle (grün) durch einen Antigen-präsentierenden DC gezeigt. Da die TH und die B-Zelle dasselbe Antigen (roter Stern) mit ihrem TCR und BCR binden können, aktiviert die TH darauffolgend die B-Zelle vollständig. Im zweiten Scenario bindet eine TC mit ihrem TCR ein Tumor-Antigen (roter Stern), welches von dem MHC-Komplex einer Tumor-Zelle präsentiert wird. Die TC leitet daraufhin den Zelltod (rote Blitze) der Tumor-Zelle ein. Die TC präsentiert der TH dieses Tumor-Antigen und wird im Gegenzug vollständig aktiviert. Nun kann die TC im Gewebe weiter wandern und weitere Tumor-Zellen suchen und töten.
T-Helfer-Zelle (TH), Zytotoxische-T-Zelle (TC), T-Gedächtnis-Zelle (TM), Regulatorische-T-Zelle (TReg), + = Aktivierung, roter Stern = Antigen, +/- = regulierend, rote Blitze = Einleitung des Zelltods

Es gibt viele verschiedene T-Zell-Typen. Wichtig ist, dass es T-Zellen gibt, die zytotoxische Substanzen absondern können, die andere Zellen bzw. Fremdkörper töten. Dieser Typ T-Zelle wird zytotoxische T-Zelle (TC) (C für das englische: cytotoxic) genannt.

Die Aktivierung einer Zytotoxischen-T-Zelle bedeutet die T-Zelle weiß nun, dass sie, die über den TCR gebundene Zelle bzw. Fremdkörper zum Tod zwingen muss. Sie schüttet ein Cocktail an zytotoxischen Molekülen aus, der den Fremdkörper in die Knie zwingt. Der Fremdkörper wird lysiert und die Fresszellen beseitigen die Zell-Reste. Eine TC kann zahlreiche Fremdkörper mit ihrem zytotoxischen Cocktail erledigen, also zieht sie weiter, um alle Fremdkörper zu erwischen.

Sie benötigt dafür aber weitere Aktivierungs-Signale von T-Helfer-Zellen (TH). Sie befindet sich bisher nur in einem Stadium der Teilaktivierung. Ohne ein weiteres Aktivierungs-Signal der TH kann die TC nicht weiter agieren. Dies ist eine Art Sicherheitsmechanismus des Körpers. Er soll verhindern, dass eine T-Zelle „Amok“ läuft und ungehindert z.B. körpereigene gesunde Zellen umbringt, weil sie die fälschlicherweise als fremd erkannt hat. Dieser Sicherheitsmechanismus (häufig auch Kontrollpunkt genannt) soll also Fehlfunktionen der T-Zellen minimieren.

T-Helfer-Zellen

T-Helfer-Zellen heißen so, weil sie die Zytotoxischen-T-Zellen und B-Zellen in ihrem Job unterstützen. Sie sind maßgeblich für die volle Aktivierung der vor-aktivierten B-Zellen zuständig. Zusätzlich gibt es andere TH, die mit Antigen-Präsentierenden-Zellen (APCs) interagieren, vor allem den DCs. Ihre TCRs tasten die MHC-Komplexe der APCs ab. Passt ein präsentiertes Antigen in den TH-TCR, dann beginnt diese TH die Zellen des angeborenen Immunsystems und vor allem TCs gegen dieses Antigen zu aktivieren.

Eine TC, die selber schon durch ein Antigenbindung an ihren TCR aktiviert wurde, ist also noch nicht voll-aktiv. Sie kann bereits wenige zytotoxische Moleküle abgeben, aber sie verweilt noch im gebremsten Modus. Erst wenn die zusätzliche Aktivierung durch THs erfolgt, kann die TC so richtig loslegen. Dies ist ein Kontrollmechanismus, der sicher stellen soll, dass auch wirklich ein Fremdkörper attackiert werden soll und nicht eventuell körpereigene gesunde Zellen.

Regulatorische-T-Zellen

Dann gibt es noch Regulatorische-T-Zellen (TRegs). Sie sind Mediatoren und regulieren die Immunreaktion. Wenn die Reaktion zu heftig wird, dann bremsen sie die T-Zellen und wenn die Immunantwort nicht schnell genug von statten geht, dann hören sie auf die T-Zellen zu bremsen. TRegs bekommen ihre Information, aktiv zu werden, von DCs über Botenstoffe mitgeteilt. Sie haben aber ebenso als Aufgabe der Inhibierung des Immunsystems, wenn es um die Selbsttoleranz des Immunsystems geht.

Selbsttoleranz

Selbsttoleranz ist die Fähigkeit des Immunsystems Antigene, die als körpereigen identifiziert wurden, zu tolerieren. Es wird also keine Immunreaktion gegen eigene Körper Antigene ausgelöst. T-Zellen lernen in ihrer “Ausbildung“ was körpereigene Antigene sind. Alle Immun-Zellen, die ein körpereigenes Antigen mit ihren Rezeptoren erkennen würden, werden bereits während ihrer Ausbildungszeit aussortiert. Diese Ausbildung aller T-Zellen erfolgt im Thymus.

Wenn aber T-Zellen bei dem Aussortieren nicht aufgefallen sind und trotzdem ihre Ausbildung beenden und ihren Job antreten, dann müssen TRegs helfen. Sie erkennen, dass eine T-Zelle körpereigene Antigene angreifen will und unterdrückt die Immunantwort dieser T-Zelle. Diese T-Zelle ist dann für immer inaktiv und kann dem Körper nicht mehr schaden. TRegs verhindern also im gesunden Organismus die Entstehung von Autoimmunkrankheiten. Dies sind Krankheitsbilder bei denen das Immunsystem fälschlicherweise gesundes Gewebe als Fremdkörper erkennt und angreift. Auch die nötige zusätzliche Aktivierung von TCs durch THs dient der Selbsttoleranz, sodass TCs tatsächlich nur Fremdkörper angreifen.

T-Gedächtnis-Zellen

Ein weiterer Typ wären die T-Gedächtnis-Zellen (TM; M für memory; Englisch= Gedächtnis). Sie merken sich ein Antigen eines spezifischen Fremdkörpers genau und merken sich zusätzlich, wie die Strategie war mit der dieser Fremdkörper besiegt wurde. Mit dem Wissen gehört die Gedächtnis-Zelle zum „Rat der Weisen“ des Immunsystems und bleibt ein Leben lang dem Immunsystem erhalten. Taucht der Fremdkörper wieder auf hat diese Gedächtniszelle sofort die passende Abwehrstrategie parat.

Verweilorte der T-Zellen

Viele der T-Zellen befinden sich in den Lymphknoten und warten dort auf ihren Einsatzbefehl. Werden sie aktiviert eilen die TCs ins Gewebe, um den Fremdkörpern dort den Gar auszumachen. TH verbleiben zum Teil in den Lymphknoten und erfüllen dort ihre Aufgabe und andere folgen den TCs ins umliegende Gewebe der Lymphknoten.

Hier der Link zu einem kleinen Video, das T-Zellen, ihre Funktionen und Antigenpräsentation erklärt.

Quellen: 1, 2