Antikörper – Wie funktionieren die kleinen Helfer?

Antikörper auch Immunglobuline genannt sind Proteine (Eiweißmoleküle). Sie besitzen eine globuläre Struktur. Plasmazellen, das sind differenzierte weiße Blutkörperchen (B-Lymphozyten), stellen Antikörper her und geben sie ins Blut und andere Körperflüssigkeiten ab.

Immunglobuline dienen unserem Immunsystem im Kampf gegen Krankheitserreger und andere Fremdstoffe. Dabei erkennen sie nur eine ganz spezifische Oberflächenstruktur auf dem Fremdkörper, das Antigen. Sie binden zwar nur ein Antigen, es kann sich aber die Position, an der diese Bindung stattfindet, unterscheiden. Deshalb wird zwischen verschiedenen Bindungsstellen (Epitop) unterschieden.

Nach erfolgreicher Bindung an den erkannten Fremdkörper bindet der noch nicht gebundene Teil des Antikörpers an die körpereigenen Immunzellen und hilft so bei der Zerstörung des Fremdkörpers.

Wie sind Antikörper aufgebaut?

Antikörper setzen sich aus 4 Ketten zusammen. Dabei werden zwischen 2 identischen schwere Ketten (heavy chains) und 2 identischen leichte Ketten (light chains) unterschieden. Zusammengehalten wird diese „Y“-förmige Struktur durch Disulfidbrücken. Die Region, die spezifisch das zuvor genannte Epitop bindet wird als „Complementary Determining Region (CDR1, CDR2 und CDR3)“ oder Paratop bezeichnet. Dieser Teil trägt zu ihrer Vielfältigkeit bei, da sich hier ein variabler Teil befindet.

Weiter sind die sie in 5 Unterklassen einteilbar: Immunglobulin A (IgA), Immunglobulin D (IgD), Immunglobulin E (IgE), Immunglobulin G (IgG) und Immunglobulin M (IgM).

Die Verwendung von Antikörpern

Labordiagnostik, medizinischen Forschung und Biotechnologie setzt Antikörper in sogenannten Immunoassays ein. Mit ihrer Hilfe innerhalb dieses Assays können mittels der Immunreaktion zwischen Antikörper und nachzuweisender Substanz (Antigen) kleine Konzentrationen detektiert werden.

In der Medizin werden sie für die Krankheitsdiagnose oder auch für die Therapie eingesetzt. Allerdings stellt ihre Herkunft die Medizin meist vor ein Hindernis: in der Forschung werden meist murine Antikörper eingesetzt. Murine Antikörper sind aus Mäusen isoliert. Dies hat den einfachen Hintergrund, dass Mäuse als Modellorganismus für Säugetiere für die Untersuchung von Krankheiten verwendet werden. Nachdem ihre Wirkung in der akademischen Grundlagenforschung bzw. in der präklinischen Phase getestet wurde können Pharmaunternehmen in die klinische Phase übergeben. Ist diese erfolgreich verlaufen kann das Medikament auf den Markt gebracht werden. Wirkstoffe, die auf murinen Antikörpern basieren tragen dabei dann die Endung -omab. Da murine Antikörper allerdings zu eine Immunantwort im Menschen führen, nachdem sie injiziert wurden, wird eine Mischung aus ihnen und einem humanen Immunglobulin verwendet. Diese Mischung wird als chimärer Antikörper bezeichnet (Leseanstoß: Die neue Immuntherapie mittels CAR-T-Zellen). Diese Chimären bestehen zu einem Teil aus der konstanten Region eines humanen Antikörpers. Ihre Spezifität gegenüber dem zu bindenden Antigen erhalten sie von der variablen Region des murinen Antikörpers.

Mittels Gentechnik können sogar die murinen Gene ausgeschaltet werden (Knockout-Maus), die für die Produktion des murinen Teil des Antikörpers zuständig sind. Sie werden dann durch Gene ersetzt, die für die schweren und leichten Kette eines humanen Antikörpers codieren.