Die Antigenpräsentation ist ein Aspekt der Immunantwort. Darin verdauen Körperzellen fremde Proteine oder Antigene zu kleinen Peptiden und exprimieren diese auf ihrer Oberfläche. Diese Peptide sind in die Zellmembran eingebettet und werden anderen Zellen präsentiert, die eine Immunantwort auslösen können. Fremdproteine wie Bakterien und Viren sind in erster Linie solche, die während der Antigenpräsentation abgebaut werden.
Die Immunantwort ist die Art und Weise des Körpers, Krankheiten abzuwehren. An dieser Reaktion sind verschiedene Zelltypen beteiligt. Zytotoxische T-Lymphozyten werden aktiviert, um virusinfizierte Zellen anzugreifen und zu zerstören. Helfer-T-Lymphozyten sezernieren bei Aktivierung Proteine, die als Zytokine bekannt sind, und diese Zytokine rekrutieren andere Zellen an die Infektionsstelle. Damit entweder zytotoxische T-Lymphozyten oder Helfer-T-Lymphozyten eine Reaktion auslösen können, müssen ihnen fremde Antigene von anderen Zelltypen präsentiert werden.
T-Lymphozyten haben auf ihrer Oberfläche ein Molekül namens T-Zell-Rezeptor. Wenn dieser T-Zell-Rezeptor an ein Antigen auf der Oberfläche anderer Zellen bindet, wird die T-Zelle aktiviert, um zu reagieren. Diese T-Lymphozyten müssen in der Lage sein, fremde Krankheitserreger von Eigenproteinen zu unterscheiden. Die T-Zelle kann ein Antigen nur dann als fremd erkennen, wenn es mit einem Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) oder Selbstantigen assoziiert ist.
Es gibt zwei Klassen von MHC-Molekülen. MHC-Moleküle der Klasse I sind auf allen Zellen vorhanden, die einen Zellkern haben. Sowohl Klasse-I- als auch Klasse-II-MHC-Moleküle sind auf der Oberfläche spezialisierter Zellen vorhanden, die an der Antigenpräsentation beteiligt sind. Diese Zellen, die als Antigen-präsentierende Zellen bekannt sind, umfassen dendritische Zellen, Makrophagen und B-Lymphozyten.
MHC-Moleküle der Klasse I binden an endogene Antigene innerhalb der Zelle. Endogene Antigene, zu denen virale Proteine gehören, die nach der Infektion einer Zelle produziert wurden, werden dann durch Enzyme im Zytoplasma zu kleinen Peptiden verdaut. Diese Peptide binden an das Klasse-I-MHC-Molekül und werden zur Präsentation an zytotoxische T-Lymphozyten an die Oberfläche getragen. Die zytotoxischen T-Lymphozyten können dann einen Angriff gegen die virusinfizierte Zelle starten.
MHC-Moleküle der Klasse II binden an exogene Antigene, die von außerhalb der Zelle kommen. Exogene Antigene umfassen Bakterien und Toxine, und diese Antigene werden von der Antigen-präsentierenden Zelle verschlungen. Im Inneren der Zelle werden diese Antigene von Enzymen verdaut und mit dem Klasse-II-MHC-Molekül kombiniert. Dieser Komplex wird in ein Vesikel verpackt und bewegt sich während der Antigenpräsentation an die T-Helfer-Lymphozyten an die Zelloberfläche. Diese Helfer-T-Lymphozyten sezernieren Zytokine, die andere Zelltypen an den Infektionsort rekrutieren.