Die zellvermittelte Immunabwehr ist die primäre Antwort des Wirts gegen invasive Bakterien und Viren, die die intrazelluläre Infektionen verursachen. Es ist auch für den Kampf gegen und zur Zerstörung der Krebszellen von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus spielt die zellvermittelte Immunabwehr eine Rolle bei der Abstoßung von Organtransplantaten oder Transplantatgewebe.
Phagozytische Zellen des angeborenen Immunsystems, wie z. B. Makrophagen oder dendritische Zellen, erkennen einen Fremdkörper zuerst. Diese Zellen verschlingen das fremde Partikel und verdauen es. Dabei bleiben kleine Moleküle des Fremdpartikels intakt. Diese Antigene werden dann auf der Oberfläche der Fresszellen präsentiert. Die Präsentation wird durch Proteine des Haupthistokompatibilitätskomplexes (engl. major histocompatibility complex, (MHC)) erleichtert, der das Antigen bindet und aus der Zelle herausprojiziert. Die phagozytische Zelle wird daher auch als antigenpräsentierende Zelle (APC) bezeichnet. Der MHC-Antigen-Komplex aktiviert Zellen des adaptiven Immunsystems, die schließlich die Quelle des Fremdstoffs bekämpfen.
T-Zellen sind eine Art der Lymphozyten, die nach ihrem Reifungsort, dem Thymus, benannt sind. Im Thymus differenzieren sich Vorläufer-T-Zellen in zwei Haupttypen, CD4+ und CD8+ T-Zellen. Diese Zelltypen werden nach dem Oberflächenrezeptor benannt, der die Funktion der Zelle definiert. Alle T-Zellen besitzen T-Zell-Rezeptoren, jedoch verleiht der Co-Rezeptor CD4+ oder CD8+ Spezifität. Eine T-Zelle, die den CD4+– Co-Rezeptor exprimiert, kann mit dem MHC-II-Komplex einer antigenpräsentierenden Zelle interagieren. Im Gegensatz dazu erkennt eine T-Zelle, die CD8+ trägt, den Antigen-MHC-I-Komplex einer infizierten Zelle oder eine Krebszelle. Nachdem eine solche Zelle identifiziert wurde, differenziert sich die CD8+-Zelle in einen zytotoxischen T-Lymphozyten, der die infizierte Zelle oder die Krebszelle schließlich zerstört.
Betrachten Sie nun wieder die CD4+-Zellen. Bevor eine CD4+-Zelle auf ein passendes Antigen trifft, das von einer antigenpräsentierenden Zelle präsentiert wird, bezeichnet man sie als naiv. Sobald eine naive CD4+ T-Zelle aktiviert wird, kann sie sich in eine Gedächtnis-T-Zelle oder andere Varianten der T-Helferzellen differenzieren. T-Helferzellen des Typ 1 (Th1) produzieren Cytokinin-Interferon, das die Verdauung des Erregers in den antigenpräsentierenden Zellen auslöst und die Aktivität der zytotoxischen T-Lymphozyten und B-Zellen stimuliert. Th2-Zellen produzieren Interleukine, die hauptsächlich die Aktivität B-Zellen fördern.
T-Gedächtniszellen sind eine Variante der T-Zellen, die noch lange nach dem ersten Angriff, der durch ein bestimmtes Antigen ausgelöst wurde, im Körper verweilen. Einige menschliche T-Gedächtniszellen ruhen hauptsächlich im Knochenmark und bieten eine langanhaltende Immunität gegen systemische Pathogene. Andere befinden sich strategisch in den Schleimhäuten und in der Lymphflüssigkeit oder im Blutkreislauf. Sobald eine T-Gedächtniszelle auf ihr Antigen trifft, löst sie eine schnellere und stärkere Immunantwort aus beim ersten Kontakt aus. Jede T-Zelle wird nur durch ein einziges, spezifisches Antigen aktiviert. Ebenso werden T-Gedächtniszellen nur dann aktiviert, wenn dieses spezielle Antigen erneut entdeckt wird. Je mehr Antigenen ein Organismus im Laufe seines Lebens begegnet, desto größer wird sein Arsenal an verschiedenen T-Zellen, die aufeinanderfolgende Infektionen bekämpfen können. Dieser Effekt wird bei Impfungen genutzt, d.h. die kontrollierte Einführung eines Antigens, das die Produktion von B -und T-Zellen auslöst. Wenn der eigentliche Erreger mit demselben Antigen in den Körper gelangt, ist das adaptive Immunsystem bereits durch die Impfung vorbereitet, diese Infektion zu bekämpfen.
Haut-, Leber -und Knochengewebe, sowie andere, können von einem gesunden Spender in einen Empfänger transplantiert werden, bei dem das jeweilige Gewebe erkrankt oder zerstört ist. Solche Gewebe werden als Transplantationsgewebe bezeichnet. Der Erfolg dieses medizinischen Verfahrens hängt oft von der Verträglichkeit zwischen dem Transplantatgewebe und dem Immunsystem des Empfängers ab. Wenn Wirt und Transplantat nicht kompatibel sind, kann eine Schädigung des Transplantatgewebes auf zwei Wegen erfolgen. Der direkte Weg der Transplantatabstoßung umfasst die antigenpräsentierenden Zellen im Transplantat, die Antigene für die T-Helferzellen und die zytotoxischen T-Lymphozyten des Wirts präsentieren. Auf dem indirekten Weg erkennen die antigenpräsentierenden Zellen des Wirts das Transplantat als fremd und präsentieren den T-Helferzellen vom Transplantat abgeleitete Antigene. In beiden Szenarien greifen die adaptiven Immunzellen des Wirts das Transplantatgewebe an und tragen zu dessen Schädigung bei. Um die Erfolgsrate einer Gewebe -oder Organtransplantation zu verbessern, werden Teile des Immunsystems des Empfängers durch Medikamente unterdrückt.
