Antigen: Vorkommen und Funktion

Das Antigen ist ein zentraler Bestandteil des Immunsystems, die eine Schlüsselrolle bei der Erkennung und Bekämpfung von Krankheitserregern spielen. Diese Moleküle ermöglichen dem Körper gezielt gegen infektiöse Bedrohungen vorzugehen und eine Immunantwort zu initiieren, die den Schutz und die Gesundheit des Organismus gewährleistet. Dieser Artikel beschreibt den Aufbau, die Funktion und einige klinische Aspekte dieser kleinen Strukturen.

Antigen – Definition

Ein Antigen ist ein Molekül, das vom Immunsystem als fremd erkannt wird und eine Immunantwort auslöst. Antigene kommen häufig auf der Oberfläche von Pathogenen wie Bakterien, Viren und Pilzen vor. Sie binden an spezifische Antikörper oder T-Zell-Rezeptoren, wodurch die Abwehrmechanismen des Körpers aktiviert werden. Sie machen aber auch Teile der Oberfläche körpereigener Zellen aus.

Antigen – Aufbau

Der Aufbau kann sehr variabel sein. Allerdings besitzen sie alle sogenannte Epitope, das heißt gewisse Stellen, die von Immunzellen oder Antikörpern erkannt und gebunden werden können.

Sie können unterteilt werden in Vollantigene und Haptene. Vollantigene lösen durch Binden an einen Lymphozytenrezeptor eine spezifische Immunantwort aus. Haptene müssen durch ein weiteres Trägermolekül unterstützt werden, um eine Immunantwort auszulösen.

Antigen – Funktion

Antigene spielen immer dann eine Rolle, wenn es darum geht bei Zellen oder anderen Stoffe fremd von Körpereigen zu unterscheiden. Das macht sich der Körper nicht nur bei der Abwehr gegen Keime zu nutze sondern auch, um fremde Gewebe zu unterscheiden, weshalb das Blutgruppensystem existiert.

Antigene können von Zellen über die MHC-Rezeptoren an ihrer Oberfläche präsentiert werden. Treffen professionell antigenpräsentierende Zellen wie zum Beispiel Makrophagen auf Überreste von Keimen, nehmen sie diese per Endozytose auf und lässt sie mit Lysosomen verschmelzen. In den Lysosomen werden die Proteine verkleinert, bis sie auf den synthetisierten und bearbeiteten MHC II-Rezeptor aus dem Golgi-Apparat beladen werden. Der beladene Rezeptor wird auf der Zellmembran nach außen präsentiert, sodass T-Zellen mit einem CD4-Rezeptor mit dem MHC II Molekül reagieren und eine Immunreaktion auslösen.

Tumorzellen

Fast alle körpereigenen, kernhaltigen Zellen präsentieren MHC I Rezeptoren, um sich als körpereigen und gesund auszuweisen. Ist die Zelle infiziert oder handelt es sich bei ihr um eine tumorös entartete Zelle, produziert sie andere Proteine und präsentiert diese unter Umständen auch an der Oberfläche. Diese werden dann von natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) und zytotoxischen T-Zellen mit dem CD8-Rezeptor als fremd erkannt und in der Regel getötet oder die Apoptose, der programmierte Zelltod, wird eingeleitet.

Blutgruppen

Die Blutgruppen des AB0-Systems basieren auf Antigenen, die Erythrozyten auf ihrer Oberfläche tragen. Es handelt sich dabei um Proteine, die eine bestimmte Abfolge von Kohlenhydraten tragen, welche die Blutgruppe bestimmt. Der Körper bildet allerdings auch Antikörper gegen andere Blutgruppen, weshalb es bei einer Blutspende mit der falschen Blutgruppe zu lebensbedrohlichen Reaktionen kommen kann.

Für die Spende bedeutet das grundsätzlich, dass Spender der Blutgruppe 0 jeder Gruppe spenden können und Menschen der Gruppe AB Blut von allen Gruppen erhalten können. Zusätzlich kann es jedoch zu Problemen kommen, da zusätzliche, kleinere Antigene weitere Blutgruppen definieren. Menschen ohne den sogenannten Rhesus-Faktor können nach Kontakt mit Blut, das den Rhesus-Faktor enthält, Antikörper gegen ihn bilden und es könnte bei einer Spende mit Rhesus-positivem Blut zu einer Transfusionsreaktion kommen.

Antigen – Klinik

Verschiedenen Antigene im Blut können als Tumormarker in der Diagnostik oder Verlaufskontrolle von Tumoren dienen. Das Prostata spezifische Antigen (PSA) wird im gesunden Gewebe in einem gewissen Maße von der Prostata produziert und ins Sperma abgegeben. Es handelt sich dabei um eine Protease, also ein Enzym, das Proteine spaltet. Dies tut es auch im Sperma und gibt so der Flüssigkeit eine Gel-artige Konsistenz. PSA-Werte erhöhen sich normalerweise mit dem Alter. Es wird vermutet, dass die zunehmende Produktion einen evolutionären Vorteil gibt, um die sinkende Fertilität mit dem Alter auszugleichen.

Prostatakarzinome stellen eigentlich nicht mehr PSA her, sondern geben es nur viel leichter über ihre Zellmembran auch an das Blut ab, was für steigende Spiegel sorgt. Dem Krebsgewebe fehlt die Basalmembran, was dazu führt, dass Stoffe wie PSA leichter ins Blut abgegeben werden können.

Die rektal digitale Untersuchung, bei der der Untersucher mit dem Finger über das Rektum versucht, die Außenzone der Prostata zu ertasten, hat eine relativ niedrige Spezifität. Der PSA-Blutwert dagegen hat eine höhere Spezifität (etwa 91%), allerdings hat er eine niedrige Sensitivität von neun bis 33 Prozent. Im Schnitt haben bis zu 91 Prozent der Männer mit erhöhtem PSA-Spiegel kein Prostata-Krebs.