Was ist ein Superantigen?

Superantigene sind Proteine, die dazu führen, dass die T-Zellen des Immunsystems auf Infektionen überreagieren. Sie werden von bestimmten infektiösen Bakterien und Viren produziert. Die Überreaktion des Immunsystems auf das Antigen führt zu einer Reihe von Krankheiten, die sich in Fieber und Schock manifestieren, wie Lebensmittelvergiftung, toxisches Schocksyndrom und Kawasaki-Krankheit.

Häufige Bakterienarten, die möglicherweise ein Superantigen als Teil ihrer Virulenzstrategie verwenden, sind Staphylokokken und Streptokokken. Diese Bakterien leben normalerweise harmlos im Körper, können aber unter bestimmten Umständen Infektionen verursachen. Die Superantigene jeder Spezies sind wie Antigene Moleküle, die das Immunsystem als fremd erkennt.

Superantigene verursachen Krankheitssymptome, indem sie die T-Zellen des Immunsystems dazu bringen, auf diese Moleküle zu überreagieren. Teile eines Bakteriums oder eines Virus werden üblicherweise von den Makrophagenzellen des Immunsystems erkannt. Der Makrophagen nimmt die fremden Eindringlinge auf und zerlegt sie. Dann entnimmt der Makrophagen Teile des zerstörten Eindringlings oder anderer Moleküle, die er aufgenommen hat, und bringt die Fragmente an der Außenseite der Zelle an, wobei ein Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) verwendet wird, um das Fragment zu halten.

Eine T-Zelle kommt dazu und bindet mit ihrem T-Zell-Rezeptormolekül außerhalb der eigenen Zelle an das Fragment. Sobald die T-Zelle das Fragment erkennt, beginnt sie eine Immunantwort. Jede T-Zelle erkennt bestimmte MHCs und bestimmte Fragmente und reagiert normalerweise nur auf diese bestimmten Stimuli. Superantigene binden anders an das MHC-Presenter-Molekül als reguläre Antigene, sodass mehr T-Zellen dazu gebracht werden, das Superantigen-Fragment zu erkennen, als ein reguläres Fragment erkennen würde.

Ein normales Antigen bewirkt, dass 0,001 bis 0,0001 Prozent der T-Zellen eine Immunantwort auslösen. Ein Superantigen bewirkt, dass 2 bis 20 Prozent der T-Zellen eine Reaktion auslösen. Wenn eine T-Zelle einem normalen Antigen ausgesetzt wird, setzt sie Moleküle mit immunologischer Wirkung frei und diese Moleküle führen zu einem normalen Entzündungsweg, der dazu beitragen soll, den Körper von Infektionen zu befreien. Ein Superantigen aktiviert viel mehr T-Zellen als normale Antigene, so dass diese Entzündungsreaktion übertrieben ist und Fieber, Hautausschlag, niedriger Blutdruck und Schock auftreten können.

Superantigene sind mittelgroße Proteine, die sehr resistent gegen Hitze und proteinabbauende Enzyme sind. Diese Eigenschaften helfen den Proteinen, das Kochen und die Verdauungsenzyme zu überleben und machen Superantigene zu wichtigen Virulenzfaktoren bei durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten. Sie spielen auch eine Rolle bei Autoimmunerkrankungen, toxischem Schock-Syndrom, Diabetes und Kawasaki-Krankheit, einer der Hauptursachen für erworbene Herzerkrankungen bei Kindern.