Immunologie für Dummies

UEber die Autorin 9

Einfuehrung 21

UEber dieses Buch 21

In diesem Buch verwendete Symbole 22

Was Sie nicht lesen muessen 22

Toerichte Annahmen ueber den Leser 23

Wie dieses Buch aufgebaut ist 23

Teil I: Die Komponenten des Immunsystems 24

Teil II: Zellulaere Immunantwort 24

Teil III: Humorale Immunantwort 24

Teil IV: Mediatoren und andere wichtige Proteine im Immunsystem 24

Teil V: Regulation, Toleranz und Krankheiten 24

Teil VI: Top-Ten-Teil 24

Anhaenge 24

Wie es weitergeht 25

Teil I: Die Komponenten des Immunsystems 27

Kapitel 1 Was Immunologie ueberhaupt ist 29

Was geht uns Immunologie an? 29

Die erste Welt bestand aus Antikoerpern, die zweite aus Zellinteraktionen ... 30

Das Immunsystem ist zweigeteilt 31

Beschuetzt Sie von Anfang an - die angeborene Immunitaet 31

Folgt spaeter - die erworbene oder adaptive Immunitaet 33

Kommunikation zwischen Zellen 35

Die verschiedenen Arten der Immunitaet im UEberblick 36

Kapitel 2 Die Mitspieler: welche Zellen fuer das Immunsystem wichtig sind 39

Phagozyten - Fressen aus Leidenschaft 39

Granulozyten: die Vielgestaltigen 39

Mononukleaere Phagozyten - die Allesfresser und Strassenkehrer 42

Praesentation ist alles: die Feuermelder - dendritische Zellen 45

Zum Toeten geboren - natuerliche Killerzellen 46

Lymphzellen - B und T sind Profis 48

B wie Bursa oder Bone 48

Auf den Thymus kommt es an 49

Mastzellen - randvoll mit Granula 54

Zelloberflaechenmerkmale 55

Kapitel 3 Lymphorgane und das Lymphsystem: damit alles in richtigen Bahnen laeuft 59

Lymphe und Lymphgefaesse 59

Primaere Lymphorgane: Ort der Haematopoese und der Schulung von Lymphzellen 60

Knochenmark: Ort der Blutbildung und des immunologischen Gedaechtnisses 61

Thymus: Auch T-Zellen gehen an die Uni 62

Bursa fabricii: die mysterioese Tasche 65

Sekundaere Lymphorgane: Orte des Antigenkontakts 66

Lymphknoten: immunologische Filter und Informationsboerse 67

Milz: UEberwachungsorgan fuer Antigene 69

Schleimhautassoziierte lymphatische Gewebe: Waechter der Schleimhaeute 70

Immer auf der Wanderschaft - Lymphzellrezirkulation 71

Kapitel 4 Das zweiaestige Immunsystem: Auf zwei Beinen steht es sich besser 73

Das angeborene Immunsystem: mehr als eine Festungsmauer 74

Entzuendung - das Feuer wird entfacht 74

Chemotaxis - angelockt von chemischen Signalen 75

Phagozytose - den Feind zum Fressen gernhaben 77

Natuerliche Killerzellen 81

An ihren Mustern werdet Ihr sie

erkennen - Mustererkennungsrezeptoren 82

KIR-Rezeptoren: bloss nicht kirre werden 87

In der Waffenkammer des angeborenen Immunsystems 87

Erworbene Immunitaet und immunologisches Gedaechtnis - keine Allround-Waffen, sondern massgeschneiderte Schuetzen und Geschosse 91

Antikoerper: die Giftfaenger 93

B-Zellen: die Waffenschmiede 94

T-Zellen: die Waehlerischen 95

Erkenne das Antigen: T- und B-Zell-Rezeptor 97

Molekuele des erworbenen Immunsystems 98

Gedaechtniszellen: Sie vergessen nichts, auch wenn Jahre vergehen 99

Kapitel 5 Antigene: Ausloeser fuer Immunreaktionen 101

Antigene: Socken fuer die Spuerhunde 101

Antigenitaet: je groesser und fremder, desto staerker 102

Ganz genau: Antigenspezifitaet 103

B-Zell- und T-Zell-Epitope 104

Haptene und Carrier: Antikoerper durch Teamwork 104

Thymusabhaengige und thymusunabhaengige Antigene 105

Wirkung von Adjuvanzien 106

Die Natur ist voller Antigene 108

Proteine als Antigene 108

Virusantigene 108

Bakterienantigene 108

Tierische und pflanzliche Antigene 111

Teil II: Zellulaere Immunantwort 113

Kapitel 6 Der Haupthistokompatibilitaetskomplex: Erkenne dich selbst! 115

Histokompatibilitaetsgene bei Mensch und Maus 115

Kongene Maeuse im Labor - ein Genort macht den Unterschied aus 119

MHC-Klasse-I-Molekuele: der Personalausweis jeder Zelle 120

MHC-Klasse-II-Molekuele: spezielles Serviertablett antigenpraesentierender Zellen 122

MHC-Klasse-IB-Molekuele 125

MHC-Klasse-III-Molekuele 125

MHC-Klasse-I-aehnliche Molekuele 126

MHC-Polymorphismus 126

Nebenhistokompatibilitaetsantigene - keine Nebensache 128

Kapitel 7 T-Zell-Rezeptoren & Co. 129

Der lange Weg zum T-Zell-Rezeptor 129

Aufbau des Rezeptors: ?? oder ?? 131

??-T-Zell-Rezeptoren: die Raetselhaften 132

Kombinatorik oder wie die Vielfalt der Rezeptoren entsteht 133

Co-Rezeptoren 135

Wie das Signal vom Rezeptor ins Zellinnere gelangt 135

Kapitel 8 Die Rolle der Makrophagen und dendritischen Zellen im Immunsystem 137

An die Waffen, Maenner! - Wenn Makrophagen ernst machen 137

Fressen, aufbereiten, darbieten: die Antigenprozessierer 139

Makrophagen und Antikoerperbildung 145

Makrophagen und die Entstehung von T-Helferzellen 146

Gefahr erkannt, Gefahr gebannt 146

Kapitel 9 Mechanismen der T-Zell-Kooperation 147

T-Zell-B-Zell-Kooperation 147

T-Zell-T-Zell-Kooperation 151

T-Zell-Makrophagen-Kooperation 151

Inhaltsverzeichnis 15

Kapitel 10 Zytotoxizitaet: der Todeskuss 153

Feind erkannt, Feind gekuesst, Feind gebannt: die Arbeit der Killerzellen 154

Speichergranula - die Patronenhuelsen der Killerzellen 155

Perforin - das Schiesspulver wurde nicht vom Menschen erfunden 155

Selbstschutz vor der todbringenden Waffe Perforin 157

Andere Killerproteine in der Natur 158

Teil III: Humorale Immunantwort 159

Kapitel 11 Antikoerper - erkennen, binden, markieren 161

Die Welt der Theorien 161

Die Matrize beginnt zu broeckeln 164

Eine Zelle, ein Antikoerper 166

Die Klonale Selektionstheorie 166

Gefreiter 72135, vortreten und vermehren! 168

Antikoerper - massgeschneiderte Waffen 169

Kapitel 12 Die Struktur der Immunglobuline 171

Gammaglobuline - die Chemiker kommen zum Zug 171

Vier Ketten fuer ein Molekuel 171

Kappa oder Lambda 172

Variabel und konstant 173

Isos, allos, idios - Variationen in Huelle und Fuelle 174

Kapitel 13 Antigen-Antikoerper-Reaktionen 179

Epitop und Paratop: wie Schluessel und Schloss 179

Wo zarte Kraefte viel erreichen - die Bindung zwischen Antigen und Antikoerper 180

Passform und Affinitaet - je besser, desto staerker 181

Spezifitaet und Kreuzreaktion 182

Praezipitationen und die Gitterhypothese 182

Kapitel 14 Biologische Funktionen der Immunglobuline 185

Antikoerperklassen - fuenf im Bunde 185

Immunglobulin G: die Standardausfuehrung 185

Immunglobulin M: der Schnellstarter 186

Immunglobulin A: der Schleimhautantikoerper 187

Immunglobulin D: der B-Zell-Rezeptor 188

Immunglobulin E: der Allergievermittler 189

Kapitel 15 Der Antikoerpervielfalt auf der Spur 193

Keimbahn versus somatische Variation 193

Die Dreyer-Bennett-Hypothese 194

Genumlagerung - Probieren bis zum Erfolg! 195

Korrekte Antikoerperfaltung - von der Anstandsdame ueberwacht 200

Kapitel 16 Die Antikoerperantwort 201

Am Anfang steht Immunglobulin M 202

Die Sekundaerantwort: Beim zweiten Mal klappt es schon besser 203

Je laenger, desto besser - die Affinitaetsreifung 205

Von M auf G, E oder A - der Antikoerperklassenwechsel 205

Kapitel 17 Antikoerpertechnologie - wenn Immunologen basteln 209

Die magische Gewehrkugel 209

Rekombinante Antikoerper auf Bestellung 214

Bispezifische Antikoerper: die Bruecke zwischen Tumorzelle und T-Zelle 214

Teil IV: Mediatoren und andere wichtige Proteine im Immunsystem 217

Kapitel 18 Komplement - auf klassischen und alternativen Wegen 219

Komplement: eine nuetzliche Ergaenzung 219

Opsonisierung, Phagozytose und/oder Lyse von Bakterien 220

Beseitigung von Immunkomplexen 220

Verstaerkung der B-Zell-Antwort 221

Komplementaktivierung: Drei Wege fuehren zum Ziel 222

Der klassische Weg 222

Der alternative Weg: das Properdinsystem 225

Der Lektinweg 226

Ficoline: komplementaktivierende Lektine der angeborenen Immunitaet 228

Den Tiger im Zaum halten - der Schutz vor Komplement 228

Kapitel 19 Ohne Botenstoffe geht es nicht: Zytokine 231

Interferone - wer mischt sich hier ein? 232

Interferon-?: Leukozyteninterferon 233

Interferon-?: Fibroblasteninterferon 234

Interferon-? - Immuninterferon 234

Mx-Proteine: antivirale Torhueter, die Ungebetene abhalten 235

MIF: der Makrophagen-Migrationshemmer 235

Interleukine - Botenstoffe zwischen Leukozyten 235

Interleukin 1 - der Entzuendungsfoerderer 236

Interleukin 2 - der Wachstumsfaktor 237

3, 4, 5, 6, 7... - und noch mehr Interleukine 238

Tumor-Nekrose-Faktor: eine Proteinfamilie 239

TNF-? - von der Membran abgespalten 239

TNF-? - sezerniertes Homotrimer 240

Lymphotoxin ? - der Anker fuer TNF-? 240

Koloniestimulierende Faktoren 241

Die Zytokinrezeptor-Familien 241

Der IL-2-Rezeptor 242

Teil V: Regulation, Toleranz und Krankheiten 245

Kapitel 20 Regulation: die Bremse des Immunsystems 247

Natuerliche Tregs 248

Adaptive Tregs 250

Wenn die scharfen Hunde nicht von der Kette duerfen 251

Kapitel 21 Immunologische Toleranz und Transplantation 253

Toleranz erwerben 253

Embryonale Toleranz: offen fuer alles 255

Klonale Eliminierung: Wer falsch reagiert, wird ausgemerzt 256

Hochdosis-Toleranzinduktion: die UEberrumpelungstaktik 257

Niedrigzonentoleranz: Steter Tropfen hoehlt den Stein 257

Toleranzmechanismen: wie autoreaktive Zellen ausgeschaltet werden 258

UEberpruefung der B-Zellen 258

UEberpruefung der T-Zellen 259

Transplantationen - Spendergewebe muss weitgehend kompatibel sein 260

Der Foetus - ein natuerliches Allotransplantat 264

Kapitel 22 Immunsystem und Krankheiten - wenn die Abwehr Kapriolen schlaegt 267

Immundefekte 267

Angeborene Immundefekte 268

Erworbene Immunschwaeche 271

MHC-Haplotyp und Erkrankungen 273

Allergien: Immunreaktionen auf Abwegen 275

Typ-I-Allergie vom Soforttyp 277

Allergie vom zytotoxischen Typ 279

Allergie vom Immunkomplextyp 280

Zellvermittelte Allergie vom Spaettyp 282

Erleichterung verschaffen 283

Autoimmunerkrankungen: wenn der Schuss nach hinten losgeht 284

Wenn der Wolf Roete verursacht - Lupus erythematodes 286

Wenn Antikoerper die Schilddruese ueberstimulieren - Morbus Basedow 287

Wenn Antikoerper mit Acetylcholin am Rezeptor konkurrieren - Myasthenia gravis 288

Wenn insulinbildende Zellen zerstoert werden - Diabetes Typ I 290

Wenn T-Zellen als Serienkiller das Nervensystem angreifen - Multiple Sklerose 290

Aufgepasst - Immunueberwachung von Tumoren 291

Tumorspezifische Antigene 292

Ausgetrickst: Entkommensstrategien von Tumorzellen 293

Kapitel 23 Ausgetrickst: Krankheitserreger unterwandern das Immunsystem 295

Find' mich doch! Mikroorganismen verstecken sich in Zellen 295

Fang mich doch, da bin ich doch! Listerien narren das Immunsystem 296

Bakterien mit Tarnkappe 297

Bakterien mit gefaelschter Identitaet 298

Trojanische Pferde: Viren tarnen sich als harmlose Zelltruemmer 299

Immer einen Schritt voraus: Antigenvariation 299

Wenn Bakterien Waffen unschaedlich machen 301

Wenn Jaeger zu Gejagten werden: Mikroben attackieren Fresszellen 301

Teil VI Der Top-Ten-Teil 303

Kapitel 24 Zehn Meilensteine der Immunologie 305

Virenabwehr mit Interferon 305

Ein Antikoerper - eine Zelle 306

Kreuzreaktionen von Antikoerpern belegen die Klonale Selektionstheorie 306

Quantitative Praezipitationsreaktionen 307

Entdeckung der V-Region von Antikoerpern 308

T-Zell-B-Zell-Kooperation bei der Antikoerperbildung 308

Das TH1-/TH2-Paradigma 310

Die Struktur der MHC-Molekuele und der roentgenkristallografische

Nachweis der Bindungsgrube von HLA-A2 310

Sequenzierung MHC-gebundener Peptide 311

Toll-aehnliche Rezeptoren - die Wiedergeburt der angeborenen Immunitaet 312

Kapitel 25 Zehn plus sechs Nobelpreise fuer Immunologen 313

Emil von Behring - Besieger des Wuergeengels 313

Robert Koch - Begruender der Infektionslehre 314

Paul Ehrlich - Vater der Seitenkettentheorie - und Ilja Iljitsch Metchnikow - Entdecker der Phagozyten 314

Charles Richet - Erforscher der Anaphylaxie 315

Jules Bordet - Entdecker von Alexin (Komplement) 315

Karl Landsteiner - Entdecker der Blutgruppen 316

Peter Brian Medawar und Frank Macfarlane Burnet - Vaeter der Theorie der erworbenen Immuntoleranz 317

Gerald Edelman und Rodney Porter - Aufklaerer der Antikoerperstruktur 318

Rosalyn Yalow - Erfinderin des Radioimmunassays 319

George Snell, Jean Dausset und Baruj Benacerraf - Entdecker der Histokompatibilitaetsgene 319

Niels Kai Jerne, George Koehler und Cesar Milstein - Theoretiker und praktische Anwender eines Paradigmas 320

Susumu Tonegawa - Entdecker des Ursprungs der Antikoerperdiversitaet 322

Joseph E Murray und E Donnall Thomas - zwei Transplantationschirurgen 322

Rolf Zinkernagel und Peter Doherty - Entdecker der MHC-Restriktion zellvermittelter Immunreaktionen 323

Ralph M Steinman, Bruce Beutler und Jules Hoffmann - die angeborene Immunitaet: dendritische Zellen und Toll-aehnliche Rezeptoren 324

James P Allison und Tasuku Honjo - eine neue Strategie zur Krebstherapie 326

Summa summarum 327

Anhang A Das immunologische Kochbuch: wichtige Methoden im UEberblick 329

Immunisierung: Footpad oder ins Baeuchlein 329

Gewinnung von Antiseren 330

Lymphozyten aus Milz oder Lymphknoten gewinnen und trennen 330

Lymphozyten aus dem peripheren Blut gewinnen 332

Gewinnung adhaerenter dendritischer Zellen 332

Gewinnung von Peritonealmakrophagen 334

Gewinnung von Knochenmarkmakrophagen 334

Trennen und Sortieren von Zellen 334

Durchflusszytometrie 334

Immunmagnetische Beads 336

Immunfluoreszenz 338

Direkte Immunfluoreszenz 339

Indirekte Immunfluoreszenz 339

Praezipitationsreaktion in Gelen: Immundiffusion 340

Doppelte Immundiffusion (Ochterlony-Test) 340

Einfache radiale Immundiffusion 341

Immunelektrophorese 343

Tests auf Basis roter Blutkoerperchen 343

Haemagglutination 343

Haemolytischer Plaque-Test nach Jerne 345

Radioimmunassay 347

ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay 348

xMAP und MagPix- viele Analyten auf einen Streich 349

Gemischte Lymphozytenkultur 352

Zytotoxizitaetstest mit 51Chrom 353

HLA-Typisierung 355

Herstellung monoklonaler Antikoerper 357

Anhang B Glossar 361

Stichwortverzeichnis 373