Maßgeschneidert
Wenn ein Erreger in unseren Körper gelangt – ein Grippevirus vielleicht – gegen den unser angeborenes Immunsystem machtlos ist, werden wir krank. Fünf, sechs Tage vergehen, ehe spezifisch schützende Antikörper gebildet werden. Diese Zeit wird oft quälend lang.
Antikörper, auch Immunglobuline genannt, sind Eiweiße. Die Information für ihre Herstellung steckt in Genen. Doch Gene für Antikörper gegen Erreger, die uns noch nie bedroht haben, existieren nicht. Sie werden tatsächlich erst bei Gefahr maßgeschneidert. Wie ist das trotz der Konstanz unserer Erbsubstanz möglich?
Im Genom unserer Stammzellen existiert noch kein fertiger Bauplan für Antikörper. Statt dessen befinden sich in ihren Chromosomen viele verschiedene DNA-Segmente, die als Bausteine dienen. Nach dem Zufallsprinzip kann aus ihnen rund eine Milliarde von Antikörpergenen kombiniert werden. Genau das geschieht, wenn die Stammzellen zu B-Lymphozyten reifen. Dabei erhält jeder der unzählig vielen Lymphozyten nur ein einziges Antikörpergen. Doch was sie bilden, sind noch keine löslichen Antikörper, sondern Rezeptoren, die fest in der Membran verankert sind.
So verlassen die B-Zellen das Knochenmark und suchen im Blut nach Erregern. Jetzt kommen die Antigene ins Spiel. Das können Strukturelemente sein, etwa das Hüllprotein eines Virus, oder Zucker und Lipide eines Bakteriums. Oder Bakterientoxine. Dank der Vielzahl der Rezeptoren wird praktisch jedes Antigen erkannt. Ist das gebunden, kommt sofort die sogenannte adaptive Immunantwort in Gang. Und damit läuft die Maßanfertigung an.
Was dabei mit einem Antikörper-Gen passiert, ist überraschend. Während bei Stammzellen Mutationen in unseren Genen sehr selten sind (und selten sein müssen!), mutieren die DNA-Abschnitte, die die Information für die Bindung des Antigens tragen, während der folgenden Teilungen der B-Zellen unentwegt! Dadurch werden auch die Rezeptoren dauernd verändert. Doch nur die Zellen überleben und teilen sich weiter, die das Antigen noch fester binden. Affinitätsreifung nennt man diesen Prozess. Schließlich wandelt sich der B-Lymphozyt in eine Plasmazelle um. Die produziert endlich lösliche Antikörper.
Da ein Erreger meist nicht nur ein Antigen besitzt, entsteht ein Antikörpergemisch. Die stammen natürlich von verschiedenen Zellen und somit von verschiedenen Klonen. Deshalb spricht man auch von polyklonalen Antikörpern. Die können nun passgenau die Erreger oder Toxine bekämpfen, für die sie geschneidert wurden.
Parallel werden Gedächtniszellen gebildet. Oft entsteht so ein lebenslanger Schutz. Leider funktioniert das, wie bekannt, bei Grippeviren nicht, weil deren Strukturen sich ständig verändern.
Fünf, sechs Tage warten ist lang. Doch verglichen mit dem Zeitbedarf genetischer Veränderungen in der Evolution sind sie sehr kurz. Aber beim Erwerb der spezifischen Immunität werden keine Keimzellen verändert. Deren Gene bleiben konstant. Deshalb ist die erworbene Immunität leider auch nicht vererbbar.