Immunologische Synapse

Als Immunologische Synapse (oder supramolekularer Adhäsionskomplex; auch supramolekulares Aktivierungscluster (SMAC bzw. supramolecular activation cluster)) bezeichnet man in der Immunologie die Kontaktstelle, über die zwei Zellen des Immunsystems (z. B. ein Leukozyt, etwa ein T-Lymphozyt, mit einer Antigenpräsentierenden Zelle) oder eine Immunzelle mit einer Gewebszelle miteinander in Verbindung treten. Die Bezeichnung wurde in Anlehnung an den Begriff der neuronalen Synapse geprägt, unterscheidet sich davon aber in wesentlichen Punkten. Vor allem handelt es sich bei der immunologischen im Gegensatz zur neuronalen Synapse um ein kurzzeitiges, vorübergehendes Phänomen. Dieses ist Gegenstand vieler aktueller Forschungen

Von der antigenpräsentierenden Zelle wird das Antigen, gebunden am MHC-II, dem T-Zell-Rezeptor vorgezeigt, was den zugrunde liegenden Auslöser für die Bildung der „Immunologischen Synapse“ ausmacht.

Funktion

Rezeptoren und Adhäsionsmoleküle auf Zelloberflächen sind nicht an einen bestimmten Ort gebunden, sondern können sich innerhalb der Zellmembran relativ frei bewegen. Wenn Zellen miteinander in Kontakt treten, kommt es zu einer speziellen Anordnung dieser Moleküle in Richtung der jeweils anderen Zelle. Durch die Konzentration von Rezeptoren und Zelladhäsionsmolekülen an einem Ort auf der Zellmembran und von weiteren Signalmolekülen im Zytoplasma der Zelle direkt unterhalb der Kontaktstelle können wichtige Signale zwischen Zellen ausgetauscht werden.

Je nach Art der beteiligten Zellen und der Signalmoleküle kann die Informationsübertragung über die immunologische Synapse zu ganz unterschiedlichen Konsequenzen für die beteiligten Zellen führen, z. B. programmierter Zelltod, Phagozytose einer Zelle, oder vermehrte Proliferation.

Struktur

Die immunologische Synapse ist meist aus konzentrischen Ringzonen aufgebaut, die jeweils Anhäufungen von besonderen Proteinen enthalten – was auch als bull’s-eye-Modell der immunologischen Synapse bezeichnet wird. Neuere Forschungen haben ergeben, dass die immunologische Synapse in einen zentralen und einen (bzw. mehrere konzentrische) peripheren Bereich(e) unterteilt werden kann:

• zentrales supramolekulares Aktivierungscluster (cSMAC): Hier konzentrieren sich die Rezeptoren, die zur Zellaktivierung nötig sind und an spezifischen Signaltransduktionsketten beteiligt sind.
• peripheres supramolekulares Aktivierungscluster (pSMAC): Hier konzentrieren sich interzelluläre Adhäsionsmoleküle (ICAMs), die u. a. auch eine mechanische Funktion bei der Entstehung und der Aufrechterhaltung der Synapse haben.
• distales supramolekulares Aktivierungscluster (d-SMAC bzw. distal-SMAC): Hier konzentrieren sich die Moleküle CD43 und CD45.

Immunologische Synapse zwischen T-Zelle (Jurkat, grün dank Expression des Reporters GFP-Aktin) und B-Zelle (Raji, blau). Die Synapsenbildung wurde mittels eines staphylokokkalen Superantigens induziert.

Neuere Forschungen bewiesen jedoch auch, dass nicht alle immunologischen Synapsen ein solches konzentrisches Muster haben. Beispielsweise gibt es andere Muster in der Synapse zwischen einer T-Zelle und einer dendritischen Zelle.

Vorkommen

Immunologische Synapsen werden ausgebildet als vorübergehende Kontaktzonen zwischen Zellen des Immunsystems untereinander (T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, Makrophagen, Natürliche Killerzellen) und zwischen Immunzellen und Gewebszellen.

Einzelnachweise

1. What is the importance of the immunological synapse? Abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
2. Delon J, Kaibuchi K, Germain RN: Exclusion of CD43 from the immunological synapse is mediated by phosphorylation-regulated relocation of the cytoskeletal adaptor moesin. In: Immunity. 15. Jahrgang, Nr. 5, November 2001, S. 691–701, doi:10.1016/S1074-7613(01)00231-X, PMID 11728332 (englisch). 
3. Freiberg BA, Kupfer H, Maslanik W, Delli J, Kappler J, Zaller DM, Kupfer A: Staging and resetting T cell activation in SMACs. In: Nat. Immunol. 3. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2002, S. 911–917, doi:10.1038/ni836, PMID 12244310 (englisch). 
4. Su-Yi Tseng, Janelle C. Waite, Mengling Liu, Santosha Vardhana, Michael L. Dustin: T Cell-Dendritic Cell Immunological Synapses Contain TCR-dependent CD28-CD80 Clusters That Recruit Protein Kinase Cθ. In: The Journal of Immunology. 181. Jahrgang, Nr. 7, 1. Oktober 2008, ISSN 0022-1767, S. 4852–4863, doi:10.4049/jimmunol.181.7.4852, PMID 18802089, PMC 2556893 (freier Volltext) – (englisch). 
5. Cédric Brossard, Vincent Feuillet, Alain Schmitt, Clotilde Randriamampita, Maryse Romao, Graça Raposo, Alain Trautmann: Multifocal structure of the T cell – dendritic cell synapse. In: European Journal of Immunology. 35. Jahrgang, Nr. 6, 1. Juni 2005, ISSN 1521-4141, S. 1741–1753, doi:10.1002/eji.200425857, PMID 15909310 (englisch).