Cytotoxische T-Zelle

Cytotoxische T-Zellen (CTL, veraltet: T-Killerzellen) gehören zu den T-Lymphozyten (T-Zellen) und werden im Thymus geprägt. Als Zellen des Immunsystems spielen sie eine wichtige Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern. Nachdem CTL im Thymus erzeugt und geprägt werden, patrouillieren sie durch Blut, Lymphknoten und Organe. Sie interagieren mit körpereigenen Zellen und töten diejenigen ab, die von Krankheitserregern befallen und modifiziert worden sind.

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Auf molekularer Ebene erfolgt die Unterscheidung veränderter Zellen von gesunden Zellen mithilfe des T-Zell-Rezeptors und des MHC-I-Proteins. Die MHC-I-Proteine (Haupthistokompatibilitätskomplex) befinden sich an der Oberfläche der körpereigenen Zellen. An sie gebunden sind Peptide (in dieser Funktion als Antigene bezeichnet), die aus dem Inneren der jeweiligen Zelle stammen. Die T-Zell-Rezeptoren sind auf der Oberfläche der CTL lokalisiert. Die T-Zell-Rezeptoren sind dadurch gekennzeichnet, daß sie jeweils nur ein bestimmtes Antigen binden. Alle T-Zell-Rezeptoren eines CTL sind spezifisch für ein Antigen. Antigene, die der Spezifität des CTL nicht entsprechen, werden von diesem nicht erkannt. Im Entstehungsprozeß der T-Zellen im Thymus wird eine Vielzahl von CTL mit unterschiedlichsten Spezifitäten erzeugt. Dabei werden all diejenigen CTL eliminiert, die an körpereigene Antigene binden. Alle anderen CTL können den Thymus verlassen. Diese CTL tragen T-Zell-Rezeptoren, die körpereigene Antigene nicht binden, aber potenziell Antigene von Krankheitserregern erkennen können.

Werden sie durch Bindung an eine MHC-I-tragende Zelle, welche ein fremdes Antigen präsentiert, aktiviert, so schütten die cytotoxischen T-Zellen Perforine und Granzyme aus, welche die MHC-I-tragende Zelle in die Apoptose (programmierter Zelltod) treiben. Zudem produzieren und sezernieren aktivierte CTL auch Proteine wie das Interferon-γ, welches in vielen anderen Zellen vor allem antivirale Wirkungen entfaltet. So verstärkt Interferon-γ die Produktion von MHC-I-Rezeptoren und somit die Präsentation von intrazellulär abgebauten Peptiden. Im Falle einer beispielsweise mit einem Virus infizierten Zelle werden auch virale Peptide präsentiert. Spezifische CTL erkennen die fremden Peptide und leiten die Apoptose ein.

Cytotoxische T-Zellen sind somit wichtige Träger der zellulären Immunantwort und zielen darauf ab, intrazelluläre Krankheitserreger (vor allem Viren) samt den sie beherbergenden Zellen abzutöten. Auch körpereigene Tumorzellen können von cytotoxischen T-Zellen erkannt und vernichtet werden.

Ein charakteristischer molekularer Marker für CTL ist das CD8-Protein. Es dockt an MHC-I-Proteine und verstärkt die Bindung des T-Zell-Rezeptors mit dem MHC-I-Protein.