Überblick über die Opsonierung

Opsonierung ist der Mechanismus, durch den die Ausrichtung von Partikeln zur Zerstörung durch Phagozytose verbessert wird. Opsonine sind Moleküle, die Fremdpartikel für die Phagozytose markieren. Die Phagozytose ist der zelluläre Prozess zur Beseitigung von Krankheitserregern und toten oder absterbenden Zellen.

Die Opsonisierung ist der zweite Schritt der Phagozytose, wobei die Chemotaxis zunächst die Rekrutierung des Phagozyten zum Ort der Infektion oder des Zelltods bewirkt. Die Opsonierung oder die Bindung von Opsoninen macht den Erreger dann für den Phagozyten besser sichtbar, und der opsonierte Erreger wird dann vom Phagozyten aufgenommen, bevor er durch Verdauung intrazellulär zerstört wird.

Mechanismus der Opsonierung und Arten von Opsoninen

Die Opsonierung erfolgt durch die Bindung eines Opsonins an ein Epitop des Krankheitserregers oder toter Zellen. Immunzellen und Krankheitserreger haben alle negativ geladene Zellmembranen. Dies führt dazu, dass Phagozyten und Krankheitserreger voneinander abgestoßen werden. Das Opsoninmolekül überwindet die Abstoßungskraft der negativen Ladungen durch die Wechselwirkung zwischen dem Opsonin und den Zelloberflächenrezeptoren der Immunzellen. Spezifische Antikörper können als Opsonine fungieren, ebenso wie Komplementärproteine der angeborenen Immunantwort, und zirkulierende Proteine, die von Mustererkennungsrezeptoren abgesondert werden, können ebenfalls Opsonine sein.

Antikörper

Antikörper sind Proteine, die von Immunzellen hergestellt werden und sich gegen bestimmte Moleküle richten. Bei diesen Molekülen kann es sich um Proteine handeln, die auf der Oberfläche von Bakterien vorhanden sind, um Moleküle, die von Bakterien abgesondert werden, oder um Moleküle, die auf Wirtszellen vorhanden sind. Diese Proteine sind Y-förmig, und die „Äste“ sind die Stellen, an denen die Erkennung stattfindet. Antikörper erleichtern die Phagozytose, da der „Stiel“ des Antikörpermoleküls von den Phagozyten erkannt wird.

Das Komplementsystem und die Opsonisierung

Das Komplementsystem ist ein Teil der angeborenen Immunantwort, der die Brücke zwischen der angeborenen (unspezifischen) und der adaptiven (spezifischen) Immunantwort schlägt. Das System besteht aus verschiedenen Plasmaproteinen, die die Opsonisierung erleichtern, um Entzündungen zu verringern und Krankheitserreger zu entfernen. Die Komplementmoleküle C3b, C4b und C1q können alle als Opsonine dienen.

Opsonisierung von Krankheitserregern durch Komplementproteine

Das Komplementsystem kann über drei Wege zur Beseitigung von Krankheitserregern führen:

1. Der klassische Weg.
2. Der alternative Weg.
3. Der Mannose-bindende Lektin-Weg.

Der klassische Weg wird durch die Bindung von C1q an Antigen-Antikörper-Komplexe aktiviert und bildet somit eine Verbindung zwischen angeborener und adaptiver Immunität. C1q kann auch direkt an die Oberfläche des Erregers binden, wenn kein Antikörper vorhanden ist. Das C1q-Protein ist Teil des C1-Komplexes, der in einer Reihe von Spaltungsreaktionen auf C4- und C3-Moleküle einwirkt, um die klassische C3-Konvertase zu erzeugen, die aus Komponenten wie C4b und C3b besteht.

Der alternative Weg beinhaltet die spontane Aktivierung einer Komplimentkomponente, die an die Oberfläche des Erregers bindet. Er erfordert Faktoren wie B und D, die miteinander und mit C3b interagieren, um die alternative C3-Konvertase, C3bBb, zu bilden.
Der Mannose-bindende Lektin-Weg beginnt mit der Bindung von Mannose-bindendem Lektin (MBL) an mannosehaltige Kohlenhydrate auf dem Erreger. Dies führt zur Produktion von MBL-assoziierten Serinproteasen, die wiederum C4 und C3 aktivieren, um die klassische C3-Konvertase zu bilden.

Alle drei Wege konvergieren an diesem Punkt mit der C3-Konvertase, die C3 spaltet, um C3b zu produzieren, das an die Zellmembran des Erregers bindet und den Erreger opsonisiert.

Opsonisierung apoptotischer Zellen

Der kontrollierte Tod von Zellen durch Apoptose und die Beseitigung dieser toten Zellen sind wichtige Prozesse, um die Ansammlung toter Zellen während einer Entzündung zu verhindern. Eine unzureichende Beseitigung toter Zellen kann zu einer aktiven Immunreaktion führen, die eine chronische Entzündung verschlimmert. Die Opsonisierung entfernt apoptotische Zellen über lösliche angeborene Mustererkennungsproteine (sPRPs), die in der Lage sind, ein breites Spektrum von Oberflächenliganden auf apoptotischen Zellen zu erkennen. Zu diesen zirkulierenden Proteinen gehören Pentraxine, Collectine und Ficoline.

Phosphatidylcholin (PC) ist ein Pentraxinmolekül, das in den späteren Stadien der Apoptose hydrolysiert wird, um Lysophosphatidylcholin (LysoPC) zu bilden, das auf der Oberfläche der sterbenden oder apoptotischen Zelle freiliegt. Das lösliche LysoPC wirkt als Chemo-Attraktor, so dass der Phagozyt die späte apoptotische Zelle leicht erkennen kann. Die Liganden auf der toten Zelle wirken als Signal für den Phagozyten, mit der Aufnahme zu beginnen, wobei die vitalen Zellen nicht die gleichen Signale aussenden.

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Citations