Aufgefrischt! Biochemisches Grundwissen : Antikörper: Proteine der Immunabwehr
Antikörper werden auch Immunglobuline genannt und sind die Hauptakteure der erworbenen Immunabwehr. Mit der Möglichkeit, Antikörper in großen Mengen im Labor zu produzieren, eröffnen sich zahlreiche Optionen für die Entwicklung neuer Arzneistoffe.
Plasmazellen: Die „Fabrik“ für Antikörper
Gelangen Antigene wie z. B. Viren oder Pollen in den Körper, erkennen B-Lymphozyten spezifische Strukturen auf deren Oberfläche. Diese als Epitope bezeichneten Oberflächenmerkmale regen die B-Lymphozyten dazu an, sich zu Plasmazellen weiterzuentwickeln.
Plasmazellen produzieren schließlich Antikörper, die in der Lage sind, das jeweilige Antigen spezifisch zu binden und somit zu neutralisieren. Durch die Bildung des sogenannten Antigen-Antikörper-Komplexes wird die Auflösung (z. B. bei Bakterien) bzw. der Abbau (z. B. bei Giften) der Antigene in die Wege geleitet.
Einige B-Lymphozyten bilden zudem sogenannte Gedächtniszellen aus. Diese sorgen im Fall einer erneuten Infektion dafür, dass die Antikörperproduktion wesentlich schneller starten kann als beim ersten Kontakt mit dem Antigen.
Antikörperaufbau: Variabel und doch konstant
Antikörper sind Proteine, die einen symmetrischen, Y-förmigen Bau aufweisen. Zwei „schwere“ und zwei „leichte Ketten“ sind über Disulfidbrücken (-S-S-) miteinander verbunden.
Die so entstehende Struktur kann in zwei Regionen unterschieden werden: Die konstante Region ist bei allen Antikörpern identisch, die variable Region ist dagegen an das jeweils zu bindende Epitop angepasst. Antikörper besitzen daher zwei Bindungsstellen für Antigene (Enden der variablen Region) und eine Bindungsstelle für Oberflächenrezeptoren diverser Zellen (Ende der konstanten Region).
Fünf Klassen von Antikörpern
Nach ihrem Vorkommen, ihrer Funktion und ihrem Aufbau werden Antikörper in fünf Klassen eingeteilt, die mit Ig (für Immunglobulin) abgekürzt werden:
- IgA entwickelt seine Schutzfunktion in verschiedenen Körpersekreten wie z. B. dem Speichel und ist überwiegend für die Abwehr an den Oberflächen von Atemwegen, Verdauungs- und Genitaltrakt zuständig. Über die Muttermilch wird es zudem an das Neugeborene weitergegeben. Die Produktion findet erst etwas später statt, weshalb IgA zu den Sekundären Antikörpern zählen.
- IgD findet sich auf der Oberfläche von B-Lymphozyten und ist an deren Membran gebunden. Seine exakte immunologische Rolle ist derzeit noch ungeklärt. IgD zählen zu den primären Antikörpern, da sie bei einer Immunreaktion mit als Erstes gebildet werden.
- IgE findet sich im Blut und auf der Oberfläche von Mastzellen. Es ist an der Auslösung allergischer Reaktionen sowie an der Parasitenabwehr beteiligt. IgE zählt zu den Sekundären Antikörpern.
- IgG ist ebenfalls auf B-Lymphozyten verankert und an der sekundären Immunantwort beteiligt. Es ist als einziger Antikörper plazentagängig und stellt damit einen Teil des sogenannten „Nestschutzes“ dar. Auch IgG zählen zu den Sekundären Antikörpern.
- IgM findet sich wie IgD und IgG auf der Oberfläche der B-Lymphozyten. Da IgM bei einer Erstimmunisierung stets zuerst freigesetzt wird, zählt es ebenfalls zu den primären Antikörpern.
Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten
Die hohe Bindungsspezifität der Antikörper bringt viele Anwendungsoptionen mit sich, die über die reine Immunabwehr hinausgehen.
Künstlich hergestellte Antikörper werden zur Analytik bzw. Diagnostik sowie zur zielgerichteten Therapie (z. B. COVID-19, Multiple Sklerose) bzw. Prophylaxe (z. B. Migräne) eingesetzt. Besonders von Bedeutung sind hier die monoklonalen Antikörper – zu erkennen an der typischen Endung -mab.
Gut zu wissen: Was sind monoklonale Antikörper?
Das Paul-Ehrlich-Institut beschreibt monoklonale Antikörper auf seiner Website so: „Antikörper, die von einer bestimmten Zelllinie gebildet werden und sich gegen ein identisches Epitop (Bestandteil des Antigens) richten. Bei monoklonalen Antikörpern handelt es sich meist um gentechnisch modifizierte Antikörper.“