Immunologie – Les 4: antigeenherkenning,
antigeenpresentatie en MHC
Van patroonherkenning naar antigeenherkenning
Bij het aangeboren immuunsysteem draait alles om patroonherkenning. Pathogenen hebben
PAMPs, en immuuncompetente cellen hebben PRR's om die te herkennen. Het verworven
systeem werkt anders. Het primaire antwoord start in de secundaire lymfoïde organen en is dus
centraal. Bij een tweede contact zijn het de geheugencellen die in de periferie het antwoord
opstarten.
Wat er op een pathogeen herkend wordt, noemen we het epitoop (de antigeendeterminant).
Het stuk van de receptor dat daarmee overeenkomt, is het paratoop. Dat geldt voor het BCR en
het TCR, en ook een Ig heeft een paratoop.
Hoe een T-cel antigeen herkent
Een T-cel kan antigeen (AG) niet zomaar herkennen. Het moet hem aangeleverd worden via
MHC. Onrijpe DC's nemen vooral antigeen op, en het is de DC die het daarna presenteert. Ook
macrofagen (MF) kunnen presenteren.
MHC presenteert peptiden, dus T-cellen zijn peptidegericht en geven een verworven antwoord
tegen peptiden. CD1 presenteert lipiden, en die binden aan een TCR.
Het TCR zelf heeft een intracellulair staartje dat te kort is om een cytoplasmatisch signaal door
te geven. Daarom bestaat CD3, dat dat signaal wel doorgeeft.
Wanneer het TCR geactiveerd wordt, volgen proliferatie, differentiatie en polarisatie. De cel
deelt, en dat is een klonale expansie. Een deel van de nakomelingen wordt geheugen-T-cel. Die
moeten later opnieuw AG aangeleverd krijgen. Een ander deel wordt effectorcel. De APC
bepaalt welke soorten T-cellen ontstaan, en het antwoord is polyklonaal.
De individualiteit van de immuunrespons
Op elke somatische cel zitten zes soorten MHC I-moleculen. Dat komt door polygenie en
polymorfisme. Polygenie betekent dat je drie MHC I-genen hebt, elk met twee allelen (één van
elke ouder). Polymorfisme betekent dat er van elk gen veel genvarianten bestaan, de allelen.
Dat is meteen de reden waarom elk individu een eigen immuunantwoord heeft: je hebt T-cellen
die het ene stuk herkennen, en andere T-cellen die een ander stuk herkennen.
Presentatie aan CD4⁺-T-cellen
1
, Bij presentatie aan CD4⁺-cellen presenteert de APC constitutioneel via MHC II. De DC's zijn
daarvoor in de secundaire lymfoïde organen nodig, de macrofagen doen het in de weefsels en
ook geactiveerde B-lymfocyten kunnen het. De T-cel bepaalt vervolgens affiniteitsmaturatie en
isotype switch van de B-cel.
Het antigeen wordt gefagocyteerd of geëndocyteerd en daarna afgebroken. Het wordt in stukjes
aangeboden op MHC II. De CD4-molecule bindt buiten de herkenningsplaats.
Presentatie aan CD8⁺-T-cellen
Bij activatie van CD8⁺ cytotoxische T-cellen (CTL) gaat het om een geïnfecteerde cel met een
viraal eiwit. De DC pakt dat op via patroonherkenningsreceptoren en fagocytose, en laadt het op
MHC I. Dat wordt herkend door de cytotoxische T-cel. Het TCR bindt daarbij aan het peptide, en
MHC I ook.
Het MHC: structuur en genetica
MHC staat voor majeur histocompatibiliteitscomplex. MHC I zit als membraanmolecule op alle
gekernde cellen, MHC II op professionele APC's. In de thymus speelt MHC een rol bij de selectie
van T-cellen (via ectopische expressie van auto-AG), en daarbuiten bij het initiëren van het T-
celantwoord tegen vreemd AG. Zo kan een autoreactieve T-cel ontstaan als MHC auto-AG
presenteert.
MHC I bestaat uit één α-keten met een groef, waarin de peptiden binden. Daarnaast zit er β2-
microglobuline, dat zelf niet met AG bindt. De groef heeft een beperkte grootte, dus er past
maar een beperkt peptide in. β2-microglobuline werkt als docking station voor de groeve. De
drie genen heten HLA-A, -B en -C.
MHC II bestaat uit twee ketens: twee α-domeinen en twee β-domeinen. Daardoor is er meer (en
grotere) plaats voor peptiden. De genen heten HLA-D (DP, DQ, DR).
Dit genetische systeem verklaart de grote verschillen tussen individuen in de immuunrespons.
De allelen zijn co-dominant: een allel is een genvariant, en je krijgt niet één set van één ouder,
maar van beide ouders worden de allelen tot expressie gebracht. De genen liggen op de korte
arm van chromosoom 6. Het gen voor β2-microglobuline ligt op chromosoom 15.
Polygenie betekent dus meerdere MHC I- en II-genen, polymorfisme betekent allelische
varianten binnen MHC I en II. Het nadeel van dit systeem is dat het niet voorzien is op
orgaantransplantaties.
Het polymorfisme zit bij MHC I in de α-keten en bij MHC II in de α- en β-keten. Het gaat steeds
om de groef.
2
antigeenpresentatie en MHC
Van patroonherkenning naar antigeenherkenning
Bij het aangeboren immuunsysteem draait alles om patroonherkenning. Pathogenen hebben
PAMPs, en immuuncompetente cellen hebben PRR's om die te herkennen. Het verworven
systeem werkt anders. Het primaire antwoord start in de secundaire lymfoïde organen en is dus
centraal. Bij een tweede contact zijn het de geheugencellen die in de periferie het antwoord
opstarten.
Wat er op een pathogeen herkend wordt, noemen we het epitoop (de antigeendeterminant).
Het stuk van de receptor dat daarmee overeenkomt, is het paratoop. Dat geldt voor het BCR en
het TCR, en ook een Ig heeft een paratoop.
Hoe een T-cel antigeen herkent
Een T-cel kan antigeen (AG) niet zomaar herkennen. Het moet hem aangeleverd worden via
MHC. Onrijpe DC's nemen vooral antigeen op, en het is de DC die het daarna presenteert. Ook
macrofagen (MF) kunnen presenteren.
MHC presenteert peptiden, dus T-cellen zijn peptidegericht en geven een verworven antwoord
tegen peptiden. CD1 presenteert lipiden, en die binden aan een TCR.
Het TCR zelf heeft een intracellulair staartje dat te kort is om een cytoplasmatisch signaal door
te geven. Daarom bestaat CD3, dat dat signaal wel doorgeeft.
Wanneer het TCR geactiveerd wordt, volgen proliferatie, differentiatie en polarisatie. De cel
deelt, en dat is een klonale expansie. Een deel van de nakomelingen wordt geheugen-T-cel. Die
moeten later opnieuw AG aangeleverd krijgen. Een ander deel wordt effectorcel. De APC
bepaalt welke soorten T-cellen ontstaan, en het antwoord is polyklonaal.
De individualiteit van de immuunrespons
Op elke somatische cel zitten zes soorten MHC I-moleculen. Dat komt door polygenie en
polymorfisme. Polygenie betekent dat je drie MHC I-genen hebt, elk met twee allelen (één van
elke ouder). Polymorfisme betekent dat er van elk gen veel genvarianten bestaan, de allelen.
Dat is meteen de reden waarom elk individu een eigen immuunantwoord heeft: je hebt T-cellen
die het ene stuk herkennen, en andere T-cellen die een ander stuk herkennen.
Presentatie aan CD4⁺-T-cellen
1
, Bij presentatie aan CD4⁺-cellen presenteert de APC constitutioneel via MHC II. De DC's zijn
daarvoor in de secundaire lymfoïde organen nodig, de macrofagen doen het in de weefsels en
ook geactiveerde B-lymfocyten kunnen het. De T-cel bepaalt vervolgens affiniteitsmaturatie en
isotype switch van de B-cel.
Het antigeen wordt gefagocyteerd of geëndocyteerd en daarna afgebroken. Het wordt in stukjes
aangeboden op MHC II. De CD4-molecule bindt buiten de herkenningsplaats.
Presentatie aan CD8⁺-T-cellen
Bij activatie van CD8⁺ cytotoxische T-cellen (CTL) gaat het om een geïnfecteerde cel met een
viraal eiwit. De DC pakt dat op via patroonherkenningsreceptoren en fagocytose, en laadt het op
MHC I. Dat wordt herkend door de cytotoxische T-cel. Het TCR bindt daarbij aan het peptide, en
MHC I ook.
Het MHC: structuur en genetica
MHC staat voor majeur histocompatibiliteitscomplex. MHC I zit als membraanmolecule op alle
gekernde cellen, MHC II op professionele APC's. In de thymus speelt MHC een rol bij de selectie
van T-cellen (via ectopische expressie van auto-AG), en daarbuiten bij het initiëren van het T-
celantwoord tegen vreemd AG. Zo kan een autoreactieve T-cel ontstaan als MHC auto-AG
presenteert.
MHC I bestaat uit één α-keten met een groef, waarin de peptiden binden. Daarnaast zit er β2-
microglobuline, dat zelf niet met AG bindt. De groef heeft een beperkte grootte, dus er past
maar een beperkt peptide in. β2-microglobuline werkt als docking station voor de groeve. De
drie genen heten HLA-A, -B en -C.
MHC II bestaat uit twee ketens: twee α-domeinen en twee β-domeinen. Daardoor is er meer (en
grotere) plaats voor peptiden. De genen heten HLA-D (DP, DQ, DR).
Dit genetische systeem verklaart de grote verschillen tussen individuen in de immuunrespons.
De allelen zijn co-dominant: een allel is een genvariant, en je krijgt niet één set van één ouder,
maar van beide ouders worden de allelen tot expressie gebracht. De genen liggen op de korte
arm van chromosoom 6. Het gen voor β2-microglobuline ligt op chromosoom 15.
Polygenie betekent dus meerdere MHC I- en II-genen, polymorfisme betekent allelische
varianten binnen MHC I en II. Het nadeel van dit systeem is dat het niet voorzien is op
orgaantransplantaties.
Het polymorfisme zit bij MHC I in de α-keten en bij MHC II in de α- en β-keten. Het gaat steeds
om de groef.
2
