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24.6: Kreuzreaktivität
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PROTOKOLLE

24.6: Kreuzreaktivität

Überblick

Die Fähigkeit eines einzigen Antikörpers, mehrere strukturell ähnliche Epitope aufzuspüren, ist eine wichtige Strategie der Immunabwehr. Sie ermöglicht es dem Wirt, sich gegen zahlreiche potenziell bedrohliche Krankheitserreger effizient zu verteidigen. Die Kreuzreaktivität ruft jedoch auch Allergiesymptome gegen verwandte Allergene hervor. Es ist zunehmend wichtig, die Prinzipien der Kreuzreaktivität zu verstehen, da Antikörper als therapeutische Modalitäten für verschiedene Krankheiten, wie z.B. Krebs, aktiv entwickelt werden.

Strukturell ähnliche Epitope können auf verschiedenen Antigenen vorkommen

Antikörper können eine Immunantwort auslösen, indem sie an spezifische Strukturen auf der Oberfläche von Krankheitserregern oder anderen Fremdelementen binden. Per Definition wird alles, was von einem Antikörper gebunden wird und anschließend eine Immunantwort auslöst, als Antigen bezeichnet. Häufig handelt es sich bei Antigenen um Proteine auf der Oberfläche von Viren, Bakterien, Pilzen und Eindringlingen von Protozoen. Die spezifische Sequenz von Aminosäuren, die vom Antikörper erkannt wird, wird als Epitop bezeichnet. Die meisten Epitope sind nur 5-6 Aminosäuren lang. Ein einziges Antigen kann daher mehrere unterschiedliche Epitope aufweisen. Kreuzreaktivität tritt auf, wenn zwei verschiedene Epitope strukturell ähnlich sind und daher vom gleichen Antikörper erkannt werden.

Die Kreuzreaktivität erleichtert die Immunität gegen verwandte Erregerstämme

Ein großer Vorteil der Antikörper-Kreuzreaktivität ist, dass sie eine kreuzprotektive Immunität gegen verwandte Krankheitserreger bietet. Wenn ein zirkulierender Antikörper einen viralen oder bakteriellen Krankheitserreger erkennt, dem er zuvor begegnet ist, löst er eine schnelle Immunantwort aus und zielt auf den Erreger, um ihn zu vernichten. Dieser Prozess wird als immunologisches Gedächtnis bezeichnet. Die Kreuzreaktivität ermöglicht es demselben Antikörper, eine ähnlich robuste Immunantwort auf ein eng verwandtes, aber bisher unbekanntes Antigen zu erkennen und auszulösen. Auf diese Weise bietet ein weniger spezifischer Antikörper trotz der antigenen Variation der Erreger eine breit gefächerte Immunität.

Die Kreuzreaktivität kann die Anzahl der Allergene erhöhen

Eine Allergie tritt auf, wenn Antikörper Antigene aus gutartigen Quellen (z.B. Lebensmittel, Pflanzen, Tiere) als eindringende Krankheitserreger wahrnehmen und eine unangemessene Immunantwort gegen sie auslösen. Im Falle einer Allergie wird das Antigen als Allergen bezeichnet. Die Kreuzreaktivität von Antikörpern kann die Anzahl der Allergene, auf die ein Allergiker reagiert, erhöhen. Während die erste allergische Reaktion gegen ein bestimmtes Allergen (z.B. Walnuss) ausgelöst wurde, lässt die Kreuzreaktivität das Immunsystem gegen weitere, strukturell ähnliche Allergene (z.B. Pekannuss) wirken. Diese Allergene können von ähnlicher Natur sein, wie z.B. Garnelen und Hummer, oder nicht verwandt sein, wie z.B. Banane und Latex. Sie weisen jedoch strukturell ähnliche Epitope auf und induzieren daher eine Immunantwort, die durch denselben Antikörper vermittelt wird.

Eine Impfung mit einem kreuzreaktiven Antikörper kann mehrere tödliche Ebola-Formen eindämmen

Ebola ist eine oft tödliche Krankheit, die durch das Ebola-Virus verursacht wird. Vier der sechs Ebola-Arten sind für den Menschen pathogen. Er verbreitet sich leicht durch die Übertragung von Körperflüssigkeiten und verursacht lokale Ausbrüche. Erst in den letzten Jahren haben Forscher einen Impfstoff gegen den Zaire-Stamm des Ebola-Virus entwickelt. Der Impfstoff schützte das Gesundheitspersonal erfolgreich bei einem akuten Ebola-Ausbruch in der Demokratischen Republik Kongo im Jahr 2018. Der Impfstoff muss noch weiteren Tests unterzogen werden, um seine Sicherheit nachzuweisen, ist aber ein hoffnungsvoller Kandidat für die Bekämpfung des Ebola-Virusstamms aus Zaire, der die Krankheit verursacht.

Inzwischen ermitteln die Forscher weiterhin Antikörper, die eine breite Immunität gegen das Ebola-Virus verleihen. Zu diesem Zweck beprobten und charakterisierten die Wissenschaftler menschliche Antikörper von Überlebenden eines Ebola-Ausbruchs. Sie identifizierten zwei Antikörper, die gegen mehrere Arten des Ebola-Virus kreuzreagieren. Diese Entdeckung könnte zur Entwicklung eines breit angelegten Impfstoffs gegen das Ebola-Virus führen.


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