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Komplementabhängige Zytotoxizität (CDC) erklärt

Komplementabhängige Zytotoxizität (CDC) ist ein Immunmechanismus, bei dem Antikörper und das Komplementsystem gemeinsam Zielzellen zerstören. Sie spielt eine Rolle bei Immunreaktionen und in der Krebstherapie.

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Wissenswertes über "Komplementabhängige Zytotoxizität"

Komplementabhängige Zytotoxizität (CDC) ist ein Immunmechanismus, bei dem Antikörper und das Komplementsystem gemeinsam Zielzellen zerstören. Sie spielt eine Rolle bei Immunreaktionen und in der Krebstherapie.

Was ist Komplementabhängige Zytotoxizität?

Die komplementabhängige Zytotoxizität (englisch: Complement-Dependent Cytotoxicity, kurz CDC) ist ein immunologischer Abwehrmechanismus des menschlichen Körpers. Dabei binden Antikörper an Zielzellen – zum Beispiel an Krankheitserreger oder entartete Tumorzellen – und aktivieren anschließend das sogenannte Komplementsystem. Das Komplementsystem ist ein Teil des angeborenen Immunsystems und besteht aus einer Reihe von Proteinen im Blut, die eine Kaskade von Reaktionen auslösen können.

Das Ziel dieser Reaktionskette ist die Zerstörung der markierten Zielzelle durch Bildung eines sogenannten Membranangriffskomplexes (MAC). Dieser durchlöchert die Zellmembran, was zum Absterben der Zelle führt. CDC ist damit ein zentraler Effektormechanismus des humoralen Immunsystems.

Wirkmechanismus

Der Ablauf der komplementabhängigen Zytotoxizität lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

Antikörperbindung: Antikörper (vor allem vom Typ IgG oder IgM) binden über ihr Fab-Fragment an spezifische Antigene auf der Oberfläche der Zielzelle.
Komplementaktivierung: Das Fc-Fragment des gebundenen Antikörpers aktiviert das erste Protein der klassischen Komplementkaskade, C1q. Dadurch wird die klassische Aktivierungsroute des Komplementsystems eingeleitet.
Komplementkaskade: Die Aktivierung von C1q führt zur sequenziellen Aktivierung weiterer Komplementproteine (C2, C3, C4, C5 bis C9). Dabei entstehen unter anderem Opsonine (z.B. C3b), die weitere Immunzellen anlocken, sowie Anaphylatoxine (z.B. C3a, C5a), die Entzündungsreaktionen verstärken.
Bildung des Membranangriffskomplexes (MAC): Am Ende der Kaskade fügen sich die Proteine C5b, C6, C7, C8 und mehrere C9-Moleküle zum MAC zusammen. Dieser bohrt sich in die Zellmembran der Zielzelle und bildet Poren, durch die Wasser und Ionen strömen. Die Zelle schwillt an und stirbt ab (Lyse).

Bedeutung für das Immunsystem

CDC ist ein grundlegender Schutzmechanismus des Immunsystems gegenüber bakteriellen Infektionen, Viren und anderen Fremdkörpern. Wenn das Immunsystem spezifische Antikörper gegen einen Erreger gebildet hat – sei es durch eine Infektion oder durch Impfung – kann CDC zur schnellen Eliminierung der markierten Zellen beitragen.

In manchen Fällen kann CDC jedoch auch körpereigene Zellen angreifen, etwa bei Autoimmunerkrankungen, wenn Antikörper fälschlicherweise gegen körpereigene Strukturen gerichtet sind.

Klinische Relevanz und therapeutische Nutzung

CDC spielt eine wichtige Rolle in der modernen Medizin, insbesondere in der Krebsimmuntherapie. Therapeutische monoklonale Antikörper werden gezielt so entwickelt, dass sie Tumorzellen markieren und anschließend das Komplementsystem aktivieren, um die Tumorzellen zu zerstören.

Rituximab (bei Non-Hodgkin-Lymphomen und anderen B-Zell-Erkrankungen): Dieser Antikörper bindet an das Oberflächenprotein CD20 auf B-Zellen und löst über CDC deren Zerstörung aus.
Ofatumumab und Obinutuzumab (bei chronischer lymphatischer Leukämie): Weitere anti-CD20-Antikörper, die CDC als Wirkmechanismus nutzen.
Alemtuzumab (bei Multipler Sklerose und bestimmten Leukämieformen): Bindet an CD52 auf Lymphozyten und aktiviert CDC.

Die Fähigkeit eines therapeutischen Antikörpers, CDC auszulösen, hängt unter anderem von seiner Isotypzugehörigkeit (z.B. IgG1, IgG3), seiner Affinität zum Antigen sowie der Dichte des Antigens auf der Zielzelle ab.

Labordiagnostische Bedeutung

CDC-Tests werden auch in der Transplantationsmedizin eingesetzt. Beim sogenannten Crossmatch-Test wird geprüft, ob das Blutserum eines Empfängers Antikörper enthält, die gegen Zellen des Spenders gerichtet sind. Eine positive CDC-Reaktion im Crossmatch deutet auf ein hohes Abstoßungsrisiko hin und kann eine Kontraindikation für eine Transplantation darstellen.

Quellen

Murphy K, Weaver C: Janeway's Immunobiology. 9. Auflage. Garland Science, New York, 2017.
Nimmerjahn F, Ravetch JV: Antibody-mediated modulation of immune responses. Immunological Reviews, 2010; 236(1): 265–275. PubMed PMID: 20636824.
Weiner LM, Surana R, Wang S: Monoclonal antibodies: versatile platforms for cancer immunotherapy. Nature Reviews Immunology, 2010; 10(5): 317–327. PubMed PMID: 20414205.

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