Aktivierung intrazellulärer Abwehrmechanismen durch Fcγ-Rezeptoren

Bei den Untersuchungen zur Stimulation von NO durch EPS-Immunkomplexe konnte in dieser Studie festgestellt werden, dass bei Makrophagen mit einem Knock-out der Fcγ-Kette die NO-Stimulation durch Immunkomplexe mit IgG2a nicht vorhanden war.

Auch Versuche zur Induktion der Antikörperproduktion durch Immunkomplexe verschiedener Antikörper-Isotypen ergaben, dass Mäuse mit einem Knock-out von FcγRIII eine normale Antwort auf Immunkomplexe mit IgG1, IgG2a und IgG2b besaßen, während Mäuse mit einem Knock-out der Fcγ-Kette auf Immunkomplexe nicht mit einer Induktion der Antikörperproduktion reagierten (Wernersson et al.

1999). Da der FcRI ein hochaffiner Rezeptor ist, der IgG2a besser als andere IgG- Subklassen erkennt, kann vermutet werden, dass auch die IgG2a-vermittelte Induktion von NO im Wesentlichen auf die Anwesenheit dieses Rezeptors zurückzuführen ist.

Im Gegensatz zu EPS-Immunkomplexen mit IgG2a war bei einer Stimulation von NO durch EPS-Immunkomplexe, die IgG2b enthielten, weiterhin eine messbare NO-Produktion gegeben. Diese Beobachtung lässt darauf schließen, dass für eine Stimulation durch IgG2a die Fcγ-Kette von essenzieller Bedeutung ist, während IgG2b-Komplexe über einen anderen Weg NO stimulieren können. Hierfür kommt vor

allem der auf den Zellen noch vorhandene Fcγ-Rezeptor II in Frage. Allerdings ist bei der Maus dieser Rezeptor nur als Subgruppe Fcγ-Rezeptor IIB vorhanden, welcher kein aktivierendes, sondern nur ein inhibierendes Tyrosinmotiv besitzt.

Zur Klärung der Hypothese, dass der eigentlich inhibierende FcγRIIB eine Stimulation der NO-Synthese induziert, wurden Knochenmarkmakrophagen von Tieren mit einem Doppel-Knock-out von Fcγ-Kette und FcγRIIB eingesetzt. In diesen Zellen wurde die Induktion von NO durch IgG2b EPS-Immunkomplexe überprüft und es zeigte sich, dass keine Induktion über EPS-Immunkomplexe mehr möglich war.

Diese Beobachtung spricht dafür, dass tatsächlich eine Stimulation von den FcγRIIB ausgeht, die die Produktion von NO in Makrophagen induziert.

Die Frage ist nun, wie diese Stimulation zustande kommt. Da eine Induktion von NO im Zusammenhang mit den verschiedenen Typen von Fc-Rezeptoren bislang noch nicht untersucht wurde, gibt es keine Hinweise aus der Literatur. Auch die meisten Untersuchungen, die zur Funktion des FcγRIIB durchgeführt wurden, wiesen ausschließlich auf seine inhibitorischen Funktionen hin. Dabei ist die Vermittlung inhibitorischer Funktionen von FcγRIIB am besten in B-Zellen untersucht. Dort gibt es drei verschiedene Möglichkeiten des Rezeptors zur Inhibition von Zellfunktionen.

Zum einen kommt es über eine Kreuzvernetzung von FcγRIIB mit einem ITAM gekoppelten Rezeptor, was zu einer Inhibition der ITAM-vermittelten Kalziummobilisation führt, die Funktionen wie Zytokinausschüttung und eine proinflammatorische Aktivierung der Zelle auslöst. Zum zweiten kann eine Kreuzvernetzung des FcγRIIB mit dem B-Zellrezeptor (BCR) zu einer Inaktivierung von Proliferation und Aktivierung der Zelle führen. Drittens induziert eine Homoaggregation des FcγRIIB ein proapoptotisches Signal, welches jedoch nicht durch ITIM, sondern durch Transmembransequenzen gesteuert wird. In vivo wurden FcγRIIB vor allem eine gewisse Suppression der zellulären Funktionen zugeschrieben, die eine Kontrolle der Immunantwort bewirkt (Ravetch & Bolland 2001). So konnte bei FcγRIIB Knock-out-Mäusen demonstriert werden, dass diese eine Infektion mit Staphylococcus aureus im Vergleich zu Wildtyptieren länger überleben. Ferner zeigten die Knock-out-Tiere eine höhere Produktion von IgG-Immunglobulinen, die gegen den Erreger gerichtet waren sowie ein Zytokinprofil, das auf eine Th2-Antwort gerichtet war, also eine humorale Wirtsabwehr induziert.

Bisherige Veröffentlichungen geben keinerlei Hinweis auf eine aktivierende Funktion des FcγRIIB. Daher ist es möglich, dass über die Induktion von NO ein bislang unbekannter Weg der Zellaktivierung beschritten wird.

Die hier vorgelegten Ergebnisse weisen des Weiteren auf eine Beteiligung der Fcγ-Kette und vor allem des FcγRIIB an der Antikörper-vermittelten Phagozytose hin.

Bei der ersten Charakterisierung der Funktionen muriner Makrophagen mit einer Deletion der Fcγ-Kette wurde festgestellt, dass diese in der Lage sind, opsonisierte Erythrozyten zu binden, jedoch nicht zu phagozytieren (Takai et al. 1994). In Untersuchungen an Cryptokokken konnte zudem gezeigt werden, dass in Alveolarmakrophagen von Mäusen die γ-Kette eine entscheidende Bedeutung für die Phagozytose spielt, denn bei Knock-out-Tieren konnte eine Abwesenheit der Antikörper-vermittelten Phagozytose und Antikörper-vermittelten Adhärenz der Zellen nachgewiesen werden. Bezüglich der bakteriellen Adhärenz an den Zellen waren Makrophagen mit einem Doppel-Knock-out von Fcγ-Kette und FcγRII mit den Fcγ-Ketten-Knock-out-Zellen vergleichbar (Yuan et al. 1998).

Dieses Ergebnis steht jedoch im Gegensatz zu den Ergebnissen dieser Studie. Hier konnte in Fcγ-Ketten-defizienten Mäusen eine kaum reduzierte Antikörper-vermittelte Phagozytose nachgewiesen werden, während in Knochenmarkmakrophagen mit einem Doppel-Knock-out der Fcγ-Kette und des FcγRII keine Antikörper-vermittelte Phagozytose mehr stattfand. Bei der Interpretation muss jedoch bedacht werden, dass es sich bei Burkholderia pseudomallei um einen invasiven Organismus handelt.

Dieser kann möglicherweise nach einer durch Antikörper vermittelten Bindung an Fc-Rezeptoren in die Zellen eindringen, auch wenn diese nicht mehr in der Lage sind, eine Phagozytose zu induzieren. Daraus resultiert eine erhöhte intrazelluläre Keimzahl. Sollte bei einem Knock-out der Fcγ-Kette eine Bindung an die Rezeptoren I und III nicht mehr möglich sein, so kann immer noch der FcγRIIB opsonisierte Bakterien binden, die anschließend in die Zellen eindringen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit der Endozytose über diesen Rezeptor. In humanen Makrophagen, die neben dem inhibitorischen FcγRIIB auch den aktivierenden FcγRIIA besitzen, ist bekannt, dass FcγRIIB über sein inhibitorisches Tyrosinmotiv die FcγRIIA vermittelte Phagozytose inhibiert (Hunter et al. 1998). Im Gegensatz dazu gibt es bei murinen

Makrophagen jedoch den Hinweis, dass FcγRIIB auch direkt an der Phagozytose beteiligt ist (Daeron et al. 1993).

In Makrophagen ohne Fcγ-Rezeptoren ist die Invasion von Burkholderia pseudomallei also durch fehlende Bindung an der Zelloberfläche zum einen erschwert und zum anderen fällt eine aktive Aufnahme durch die Zelle weg, was sich in einer gleichen intrazellulären Aufnahme von opsonisierten und nicht opsonisierten Bakterien widerspiegelt.

Die hier gewonnenen Erkenntnisse lassen also darauf schließen, dass dem sonst nur inhibitorische Funktionen zugeschriebenen FcγRIIB durchaus eine Beteiligung an der Induktion von NO durch IgG2b EPS-Immunkomplexe sowie der Antikörper-vermittelten Phagozytose von Burkholderia pseudomallei zuzuschreiben ist.