Superantigene sind Proteine, die eine Überreaktion der T-Zellen des Immunsystems auf Infektionen bewirken. Sie werden von bestimmten infektiösen Bakterien und Viren produziert. Die Überreaktion des Immunsystems auf das Antigen verursacht eine Gruppe von Krankheiten, die sich in Fieber und Schock manifestieren, wie Lebensmittelvergiftung, toxisches Schocksyndrom und Kawasaki-Krankheit.
Häufige Bakterienarten, die ein Superantigen als Teil ihrer Virulenzstrategie verwenden können, sind Staphylokokken und Streptokokken. Diese Bakterien leben normalerweise harmlos am Körper, können aber unter Umständen Infektionen verursachen. Die Superantigene jeder Spezies sind wie Antigene Moleküle, die das Immunsystem als fremd erkennt.
Superantigene verursachen Krankheitssymptome, indem sie die T-Zellen des Immunsystems dazu bringen, auf diese Moleküle überzureagieren. Teile eines Bakteriums oder Virus werden normalerweise von den Makrophagenzellen des Immunsystems erkannt. Der Makrophage nimmt die fremden Eindringlinge auf und baut sie ab. Dann nimmt der Makrophage Teile des abgebauten Eindringlings oder andere Moleküle, die er aufgenommen hat, und postet die Fragmente an der Außenseite der Zelle unter Verwendung eines Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC), um das Fragment zu halten.
Eine T-Zelle kommt daher und bindet mit ihrem T-Zell-Rezeptormolekül auf der Außenseite der eigenen Zelle an das Fragment. Sobald die T-Zelle das Fragment erkennt, beginnt sie eine Immunantwort. Jede T-Zelle erkennt bestimmte MHCs und bestimmte Fragmente und reagiert normalerweise nur auf diese bestimmten Reize. Superantigene binden anders an das MHC-Presenter-Molekül als reguläre Antigene, so dass mehr T-Zellen dazu gebracht werden, das Superantigen-Fragment zu erkennen, als ein reguläres Fragment erkennen würde.
Ein normales Antigen verursacht von 0.001 Prozent bis 0.0001 Prozent der T-Zellen eine Immunantwort. Ein Superantigen bewirkt, dass 2 bis 20 Prozent der T-Zellen eine Reaktion hervorrufen. Wenn eine T-Zelle einem normalen Antigen ausgesetzt ist, setzt sie Moleküle mit immunologischer Wirkung frei und diese Moleküle führen zu einem normalen Entzündungsweg, der dazu beitragen soll, den Körper von Infektionen zu befreien. Ein Superantigen aktiviert viel mehr T-Zellen als normale Antigene, so dass diese Entzündungsreaktion übertrieben ist und Fieber, Hautausschlag, niedriger Blutdruck und Schock auftreten können.
Superantigene sind mittelgroße Proteine, die gegenüber Hitze und proteinabbauenden Enzymen sehr resistent sind. Diese Eigenschaften helfen den Proteinen, Koch- und Verdauungsenzyme zu überleben, was Superantigene zu wichtigen Virulenzfaktoren bei lebensmittelbedingten Krankheiten macht. Sie spielen auch eine Rolle bei Autoimmunerkrankungen, dem toxischen Schocksyndrom, Diabetes und der Kawasaki-Krankheit, einer der Hauptursachen für erworbene Herzerkrankungen bei Kindern.