Opsonierte Pathogene schmecken besser

Die nächste Zeichnung für Teil 2 des Buchs:

P1170832_Opsonierung_Sahnehäubchen_650Antikörper, Komplementfaktoren, Surfactant-Proteine und andere Moleküle des Immunsystems überziehen Krankheitserreger oder Fremdstoffe und machen sie so für Fresszellen wie die Makrophagen attraktiver. Diesen Vorgang nennt man Opsonierung (vom griechischen ópson = Speise).

Rubens: Gicht oder rheumatoide Arthritis?

Zu den ältesten Quellen für das Aufkommen der rheumatoiden Arthritis in Europa zählen Gemälde des Barockmalers Peter Paul Rubens (1577-1640), der vermutlich selbst unter schwerer rheumatoider Arthritis litt – auch wenn er die Krankheit als Gicht bezeichnete.

Rubens_Selbstporträt_1638_sw_450In seinem Atelier übernahmen zahlreiche Helfer die Ausführung großer Teile der Gemälde, Aber für die Gesichter und Hände blieb er selbst zuständig, und Kunsthistoriker nehmen an, dass er in seinen Vorstudien oftmals die eigenen Hände porträtierte.

Das Selbstporträt, auf dem diese Zeichnung basiert, entstand vermutlich um 1638. Zur amerikanischen Herkunft des unbekannten Erregers, der die Autoimmunerkrankung rheumatoide Arthritis mutmaßlich auslöst, habe ich hier früher schon etwas geschrieben.

Das Honeymoon-Tal

P1170830_AIE-Verlauf_Schübe_Honeymoon-Tal_650Viele Autoimmunerkrankungen verlaufen schubförmig. Am bekanntesten ist das bei der schubförmig remittierenden Multiplen Sklerose (RR-MS). Aber auch bei Typ-1-Diabetes kann auf den ersten Ausbruch von Symptomen, der zur Diagnose führt, eine Zeit der scheinbaren Genesung folgen – die sogenannte Honeymoon-Phase. Und bei den meisten Autoimmunerkrankungen geht der symptomatischen Phase (oberhalb der gestrichelten Linie) unbemerkt eine langjährige Entgleisung des Immunsystems voran, bei der nach und nach mehr Autoantikörper oder autoreaktive T-Zellen entstehen und es den regulatorischen T-Zellen immer schwerer fällt, diese selbstzerstörerischen Elemente in den Griff zu bekommen.

Missverhältnis

P1170284_Statistik_Hochhäuser_Geldstapel_500

Im Jahr 2011 hatten in den Vereinigten Staaten etwa 11 Millionen Menschen Krebs und nach Schätzung der National Institutes of Health (NIH) etwa 23,5 Millionen Menschen Autoimmunerkrankungen. Die American Autoimmune Related Disease Association (AARDA) geht sogar von etwa 50 Millionen betroffenen Amerikanern aus.

Im Jahr 2003 standen in den USA zur Erforschung von Krebs gut 6 Milliarden US-Dollar zur Verfügung. Die Autoimmunerkrankungen wurden mit knapp 600 Millionen Dollar erforscht. Neuere Zahlen kenne ich nicht.

MHC-Moleküle, Antigenbindung und Superantigenbindung

Weitere Grundlagen-Zeichnungen; Erläuterungen folgen im Buch.

P1170277_Aufbau_MHC_I_MHC_II_650

MHC-Klasse-II-Komplex mit Antigen wird von passendem T-Zell-Rezeptor erkannt:

P1170282_immunologische_Synapse_MHC_Antigen_TCR_ohne_CD4_s_500

CD4 dockt außen an MHC-II-β-Kette an und stabilisiert die Verbindung:

P1170282_immunologische_Synapse_MHC_Antigen_TCR_CD4_s_500

Superantigene binden sowohl an MHC-Klasse-II-Moleküle als auch an T-Zell-Rezeptoren außerhalb der Antigenbindungsstelle. So lösen sie starke Immunreaktionen in allen möglichen T-Zellen aus:

P1170282_immunologische_Synapse_MHC_Peptid_TCR_CD4_Superantigen_weniger_Beschriftung_500

 (Quelle für Anordnung Superantigen-Bindung: http://course1.winona.edu/kbates/Immunology/images/figure_11_08.jpg)

Aufbau des B-Zell- und des T-Zell-Rezeptorkomplexes

Nach und nach arbeite ich die Liste der fehlenden Zeichnungen für die ersten beiden Buchteile ab. Heute sind die Rezeptoren der erworbenen Immunität an der Reihe.

P1170274_Aufbau_BCR_TCR-Komplex_650BCR= B-Zell-Rezeptor, Ig = Immunglobulin, Fc = konstantes Fragment

TCR = T-Zell-Rezeptor, CD3 = Korezeptor des T-Zell-Rezeptors

ITAM = immunoreceptor tyrosine-based activation motif, zuständig für die Signalweiterleitung

Epigenetische Modifikation

Zwei weitere Zeichnungen für den Einführungsteil des Buches: epigenetische Modifikation der DNA (Cytosin-Methylierung, oben) und der Histone (z. B. Serin-Phosphorylierung und Lysin-Acetylierung, unten).

P1170268_Methylierung_CpG_650P1170271_Histonmodifikation_Phosposerin_Acetyllysin_650Ein Nukleosom besteht aus je zwei H2A-, H2B-, H3- und H4-Histonen, wobei die Scheibe von beiden Seiten gleich aussieht (d. h. hinter dem vorderen H3 steckt ein H4 usw.). Die DNA, die in den Chromosomen als linksgängige Superhelix gut anderthalb Mal um das Nukleosom gewunden ist, ist hier nicht dargestellt.

Der N-Schwanz des H3 ist am längsten und weist die meisten Phosphorylierungs- (P), Methylierungs- (Me), Acetylierungs- (Ac) und Ubiquitinierungsstellen (Ub) auf.

Quelle für den unteren rechten Teil: J Füllgrabe, N Hajji and B Joseph (2010): Cracking the death code: apoptosis-related histone modifications, Abb. 1

Ketten

Weitere Kettenmoleküle für den Einführungsteil des Buchs: Oben ein Lipopolysaccharid (LPS), in der Mitte ein Peptid, unten rechts eine Nukleinsäure.

P1170268_LPS_Aminosäure_Peptid_Nukleotid_Nukleinsäure_650Und unten links etwas, das sich bitte alle Sachbuchautoren hinter die Ohren schreiben möchten: Eine Nukleobase ist nicht dasselbe wie ein Nukleosid oder ein Nukleotid. Cytosin zum Beispiel ist eine Base und kein Nukleotid. Das kann doch nicht so schwer sein, Herrschaftszeiten!