Untersuchungen zum Mechanismus endogener MHCKlasse- II-restringierter Antigenpräsentation

Die endogene Präsentation von intrazellulären Antigenen auf
MHC-Klasse-II-Molekülen ist von zentraler Bedeutung für eine Reihe
immunologischer Prozesse. Die diesem Präsentationsweg
zugrundeliegenden molekularen Mechanismen sind noch weitgehend
unverstanden. Ziel dieser Arbeit war es, einen Beitrag zum
Verständnis der molekularen Abläufe zu leisten, die an diesem
endogenen MHC-Klasse-II-Präsentationsweg beteiligt sind. Am
Beispiel des zytoplasmatischen/nukleären Modellantigens
Neomycin-Phosphotransferase (NeoR) und eines
Modellantigen-spezifischen, MHC-Klasse-II-restringierten CD4+
T-Zell Klons wurde der endogene Präsentationsweg in
nicht-professionellen und professionellen antigenpräsentierenden
Zellen untersucht. Eine Beteiligung von Schlüsselkomponenten des
MHC-Klasse-I-Präsentationsweges konnte durch die Verwendung
chemischer und biologischer Inhibitoren ebenso ausgeschlossen
werden, wie eine vorzeitige Beladung von neu-synthetisierten
MHC-Klasse-II-Molekülen im endoplasmatischen Retikulum. Dagegen
erwies sich die endogene Präsentation des Modellantigens abhängig
von endosomaler/lysosomaler Prozessierung. Durch biochemische und
zellbiologische Methoden konnte nachgewiesen werden, daß das
Antigen als intaktes Protein in Endosomen/Lysosomen gelangt. Eine
mögliche Sekretion des Antigens und anschließende Wiederaufnahme in
endosomale Kompartimente konnte durch Zellkulturüberstand-
Transferexperimente als Transportmechanismus ausgeschlossen werden.
Durch Inhibitor-Studien und der Beschreibung der Endosomen als
Eintrittsort des Antigens in das endosomale/lysosomale System
konnte gezeigt werden, daß ein Signalsequenz-vermittelter Import in
Lysosomen durch Hitzeschockproteine nicht als Mechanismus in Frage
kommt. Dagegen wies die Expression Autophagie-assoziierter Proteine
in den verwendeten Zellinien auf eine mögliche Beteiligung dieses
zytoplasmatischen Abbauvorganges an der Präsentation des Antigens
hin. Eine Inhibition der Autophagie führte zu einer Stabilisierung
und Anreicherung des Proteins im Zytoplasma sowie zu einer
verminderten Aufnahme des Antigens in das endosomale/lysosomale
Kompartiment. Die verminderte Aufnahme korrelierte mit einer
starken Abnahme der MHC-Klasse-II-restringierten Präsentation des
Antigens. Diese Ergebnisse identifizieren Autophagie am Beispiel
des Modellantigens NeoR als den verantwortlichen molekularen
Mechanismus für die endogene MHC-Klasse-II-restringierte
Antigenpräsentation.