Antígeno y anticuerpo

Antes de comenzar es muy importante aclarar cierta terminología que será aplicada en repetidas oportunidades de ahora en adelante:

  • Inmunógeno: Proteína o glúcido suficiente para desencadenar la respuesta inmune, pueden contener más de un antígeno.
  • Antígeno: Molécula reconocida por un anticuerpo específico o por el TCR de los linfocitos T. Se une al anticuerpo, como molécula extraña de naturaleza proteica que despierta la respuesta inmune. En caso del linfocito B se unen a un receptor BCR

Todo inmunógeno es un antígeno más no todo antígeno es inmunógeno”

Entonces decimos que para que una sustancia sea inmunogénica necesita:

  1. Ser de caracter extraño
  2. Ser de un tamaño considerable (la literatura señala que su tamaño debe ser mayor a los 10.000 Daltons)
  3. Tener cierto grado de complejidad química

En el siguiente orden, las sustancias a continuación mencionadas pueden ser mejores o peores para desencadenar la respuesta inmune:

  1. Las proteínas: Son excelentes inmunógenos
  2. Poliosacáridos: Son potencialmente inmunogénicos
  3. Lípidos y ácidos nucleicos: Generalmente NO son inmunógenos
  • Epítopo: También llamado determinante antigénico, es la estructura real que interactúa con una sola molécula de anticuerpo o un TCR (que solo conoce epítopos lineales)
  • Hapteno: O inmunógeno incompleto, a menudo son demasiado pequeños para inmunizar, provocan la respuesta inmune asociandose a proteínas (para que su peso sea mayor a los 10.000 Daltons), como por ejemplo la penicilina, cuando se une a una molécula grande (eritrocitos, por ejemplo), se convierten en inmunógeno y es capaz de producir la respuesta inmune.

Como ya he mencionado con anterioridad, el sistema inmune reconoce lo propio de lo no propio y esto es logrado mediante señales:

  • En la inmunidad innata: Repectores para estructuras COMUNES A VARIOS MICROORGANISMOS (recordemos que actúan de la misma forma ante una gran variedad de microorganismos)
  • En la inmunidad adquirida: Receptores capaces de reconocer estructuras únicas de un gran número de señales diferentes.

Es imporntante además tener en cuenta que:

A mayor distancia filogenética, mayor inmunogenicidad

Esto quiere decir que mientras más “diferentes” sean los organismos que interactúan, o el organismo que invade al huesped, mayor es su capacidad para producirle daño

  • Superantígeno: Activan a las células T, no requieren procesamiento fagocítico. Ante una amenaza las células fagocitarias (macrófagos) le dan la ortden a los linfocitos T para que actúen (en caso de no poder ellos eliminar la amenaza), en general, el macrófago:
    Resultado de imagen para superantígeno
  1. Observa
  2. Procesa
  3. Presenta

Pero cuando es el caso del superantígeno, no hay necesidad de ello, sino que el linfocito T lo capta para eliminarlo (como es el caso de las toxinas bacterianas que activan este mecanismo directamente). Las enfermedades asociadas a la exposición de superantígenos son, en parte, debidas a la hiperactivación del sistema inmune, y la subsecuente liberación de citocinas biológicamente activas por parte de las células T activadas. Los super-antígenos se unen a las moléculas del CMH – II (Complejo mayor de histocompatibilidad) de las CPA (células presentadoras de antígeno, otro orden de letras aplica si la abreviación es en ingles) y reconocida por los TCRaunque no del mismo modo que se reconocen los superantígenos y las moléculas de clase II, la unión se utiliza con la cadena V-beta del TCR y no se procesan

Recordemos:

Antígeno: Sustancia que es reconocida por el sistema inmune

Epítope: Estructura molecular reconocida por la respuesta inmune, también es llamada determinante antigénico

Hapteno: Inmunógeno incompleto capaz de ser reconocidos por el anticuerpo pero que no puede iniciar la respuesta inmune

Inmunógeno: Desencadena la respuesta inmune

Antígenos dependientes de T: deben presentarse al linfocito B y T para producir anticuerpos

Antígenos independientes de T: Estructuras grandes repetitivas.

Un antígeno puede tener varios determinantes antigénicos, es la porción del antígeno que se combina con los receptores y anticuerpos de la inmunidad adquirida, la forma según se denominan en el espacio los epítopos pueden ser:

  • Conformacionales localizados en la superficie del antígeno
  • Secuenciales determinados aún más por todas partes del antígeno

Moléculas Propias de Microorganismos

Son sustancias o moléculas comunes a varios patógenos que tienen estructuras conservadas y diferentes de las células propias:

  • Lipopolisacáridos
  • Ácido lipoprotéico
  • Azúcares ramificados complejos
  • Àcidos nucleicos diferentes (ARN bicatenario, secuencias CpG)

Receptores de reconocimiento para el antígeno

  • Receptores de superficies celulares

-Receptor de detritos celulares

-CD14

-Receptor de manosa

-Receptores Toll

Toll en alemán, significa “Chévere, formidable”, más adelante veremos por qué

  • Solubles:

-Proteína fijadora de manosa

-Proteina fijadora de lipopolisacárido

-Proteína C reactiva

-Amiloide A sérico

Patrones moleculares asociados a patógenos

  1. Lipopolisacáridos en microorganismos de bacterias Gram negativas, localizadas en la pared de la bacteria (este tipo de bacterias se caracteriza por tener una pared delgada de peptidoglucanos)
  2. Peptidoglucano: Bacterias Gram positivas localizadas en la pared
  3. Àcidlo lipoproteicos: Bacterias Gram positivas y levaduras, en su pared
  4. Flagelina: En bacterias flageladas
  5. Pilina: en bacterias con pilis
  6. Glúcidos ricos en manosa: En bacterias y hongos en glicoproteínas y glucolípidos
  7. N-formyl metionina: en bacterias, en sus proteínas
  8. CpG ADN: en bacterias y virus, ADN
  9. ARN ds: En virus, en su ARN

BCR (B-cell receptor)

Reconocen epítopes sobre el antígeno nativo. Los lnfocitos poseen receptores que enazan antígenos de manera específica, en el caso del linfocito B es una inmunoglobulina (Ig) que se encuentra anclada en la membrana celular (IgM)

TCL (T-cell receptor)

Se unen a fragmentos peptídicos de proteínas que han formado un complejo con el CMH. Las CMH actúan como presentadoras de peptidos para su reconocimiento por los linfocitos T, estas moléculas del CMH son de dos clases: I y II

Las de clase I se encuentran en la mayoría de las cñélulas nucleadas y seunen a peptidos procedentes de proteínas citosólicas, son reconocidos por los T CD8 +

Las de clase II se encuentran en células presentadoras de antígeno como los macrófagos, linfocitos B y células dendríticas; unen peptidos procedentes de proteínas incorporadas a la célula por endocitosis o fagocitosis y son reconocidas por los T CD4+

El TCR reconoce epítopos lineales contenidos dentro de la hendidura de superficie de las moléculas del CMH ya sea I o II, las proteinas CD4 y CD8 son correceptores del TCR porque facilitan la interacción del TCR con la molécula del CMH presentadora de antígeno y pueden aumentar la respuesta

CD4 –> Moléculas clase II (en la superficie de las CPA)

CD8 –> ,oléculas clase I (En la superficie de las CPA y células diana)

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Anticuerpos – obtenido de pinterest

Anticuerpos

El componente molecular primario de la respuesta inmunitaria humoral es el anticuerpo. Los anticuerpos son sintetizados por los linfocitos B y las células plasmáticas en respuesta a la provocación con el antígeno. Proporcionan protección ante una nueva provocación de un microorganismo, bloquea la propagación del microorganismo en sangre y facilita su eliminación por lo que requiere un repertorio grande de moléculas de anticuerpo que reconozcan el enorme número de microorganismos infecciosos, además interactúan con sistemas y células del hospedador (complemento, macrófagos) para promover la eliminación del antígeno y l activación de la respuesta inmune

Estructura:

  • Al menos dos cadenas pesadas (H)
  • Dos cadenas ligeras (L)
  • Están unidas por puentes disulfuro

anticuerpos.gif

Las zonas variables tanto de la cadena L como H, poseen a su vez regiones en las que se concentra fundamentalmente la variabilidad: Regiones o segmentos hipervariables HV1, HV2, HV3 donde recide la especificidad; también llamados CDR1, CDR2 y CDR3 (regiones que determinan la complementariedad) separadas por regiones macro.

Se subdividen en clases y subclases en función de la estructura y distinción del antígeno de sus cadenas pesadas. Las moleculas de anticuerpo son moleculas en forma de “Y” con:

  • Región variable: o lugar de combinación con el antígeno que interactúa de forma específica con el epítopo (Fab)
  • Región constante: Tallo de la Y que interactua con los sistemas del hospedador y las células para promover la eliminación del antígeno y la activación de las consiguientes respuestas inmunitarias (Fc), es responsable de la fijación del complemento y de la unión de la molécula a los receptores para las Ig (FcR) de la superficie celular en los macrófagos, linfocitos, NK, T y otras células. Es característico de cada clase de Ig.

En el caso del anticuerpos secretorios como IgA y IgM tienen una región visagra, que pueden se separadas con papaína, algunas bacterias producen proteasas que separan la visagra lo cual inactiva la Ig.

  • La cadena J une extremos Fc mediante puntes disulfuros en la IgA e IgM
  • La pieza de secreción es una glicoproteína que sintetizan las células epiteliales de la mucosa y glándulas endocrinas. Se una al grafmento Fc de las cadenas alfa a través de puentes disulfuro facilitando la secreción de IgA
  • La porción F (ab’)2 se obtiene por digestión con pepsina, reconocimiento divalente del epítope, es el extremo N-terminal de las dos cadenas pesadas con las dos cadenas ligeras.

Isotipos

Variaciones de la cadena pesada, las cadenas ligeras pueden ser cortas o largas, pero la cadena pesada según su isotipo puede ser:

Gamma –> IgG

Mu –> IgM

Alfa –> IgA

Delta –> IgD

Epsilon –> IgE

  • Inmunoglobulina G

-85% de las Ig en el adulto

-154 kDa, dos cadenas L de 22.000 DA y  2H de 55000 Da

-Su producción requiere ayuda del linfocito T

-Semivida de 23 días

-Principal anticuerpo en recuerdo

-Alta capacidad de unión por los antígenos

-Fija el complemento, estimula quimiotaxis

-Actúa como opsonina (facilita la fagocitosis)

A partir de la semana 20 de gestación, las IgG de origen materno inician su paso transplacentario hacia el prodcuto, aunque hay reportes de la semana 17 inclusive. Para la semana 30 alcanza la mitad de la concentración de los RN de término y para la semana 33 alcanza niveles similares a los maternos. Para el año de edad la IgG es aproximadamente 60% de la del adulto, su concentración al nacimiento es de 110% de la del adulto normal (1200 a 1300 mg/dl) por la transferencia desde la madre al feto, ocurre al contrario con la IgM la cual aumenta rápidamente luego del primer mes de vida

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  • Inmunoglobulina M

-De gran tamaño

Pimer anticuerpo producido en respuesta a la provocación antigénica y puede producirse con idependencia de la ayuda del linfocito T

-De 5-10% de las Ig

-Semivida de 5 días

-Molécula pentamérica con 5 unidades de Ig unidas por enlaces disulfuro y la cadena J

-10 lugares de unión al antígeno

-Más eficiente para fijar el complemento (un solo pentámero puede activarlo)

-IgM monomérica se encuentra con la IgD en la superficie del linfocito B donde sirve de receptor para el antígeno

-Pasa dificilmente de sangre a tejidos

-Importante para inmunidad frente a antígenos polisacáridos en el exterior de microorganisos patógenos

-Promueve fagocitosis y bacteriólisis al activar al complemento por Fc

-Componente importante de factores reumatoides

  • Inmunoglobulina D

-185 kDa

-<1% de las Ig séricas

-Se encuentra en el suero

-Existe sobretodo como IgD de membrana

-Sirve como IgM para receptor del antígeno en los primeros estadíos del linfocito B

-IgD e IgM son los únicos isotipos que pueden expresarse juntos en la misma célula

  • Inmunoglobulina A

-De 5 -15% de las Ig séricas

-Semivida de 6 días

-160 kDA

-Monómero básico de 4 cadenas (dímero, trímeros y multímeros combinados por la cadena J como la IgM)

-IgA sérica e IgA secretoria (inmunidad localizada)

-Requiere ayuda del linfocito T para su protección y un estímulo mucoso

-Deficiencia de IgA: aumenta en infecciones respiratorias.

Se presenta de manera dimérica en las secreciones, tiene dos subclases IgA1 e IgA2

  • Imunoglobulina E

-<1%

-2,5 días de semivida

-La mayor parte unida a receptores de la parte Fc de los mastocitos sobre la cual sirve de receptor para alérgenos y antígenos de parásitos

-Libera histamina, prostaglandunas, factor activador de plaquetas y citocinas

-Respnsable de la hipersensibilidad anafiláctica (tipo I)

-Reacciones alérgicas rápidas

La reacción antígeno-anticuerpo genera inmunocomplejos (IC) que por lo general facilian la depuración del antígeno -IC son eliminados a través del complemento, los glóbulos rojos y los macrófagos del hígado y bazo. La unión es no covalente (débil, reversible, específica)

Funciones del anticuerpo

  1. Fagocitosis activada por anticuerpos: Opsonización

Los anticuerpos rodean al antígeno, la célula fagocitaria reconoce al anticuerpo y lo elimina. Cuando se produce la unión del antígeno y IgE, se producen una serie de cambios en el extremo Fc de la IgG que hacen que se una a receptrores de membrana de macrófagos y polimorfonucleares (Opsonización). Al producirse la unión, se inicia la fagocitosis de los complejos antígeno-anticuerpo y subsiguiente destrucción de los proesos líticos intracelulares. Ello es importante en el caso de bacterias resistentes al reconocimiento directo por parte de los fagocitos, reconocen la región constante de los anticuerpos que recubren la bacteria

Cuando se unen al antígeno es de clase IgM o IgG, en sus extremos Fc se producen ciertos cambios alostéricos gracias a los cuales estas adquieren propiedad de fijar y activar uno de los componentes del complemento, produciendo lisis celular (citotoxicidad mediada por el complemento).

Cuando la unión se produce a células NK, se activan y lisan las células portadorasdel antígeno por un mecanismo conocido como citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos: es el fenómeno por el cual los anticuerpos que envuelven un antígeno (bacteria, virus, etc) activan la fagocitosis mediante los receptores Fc de los macrófagos, neutrófilos o PMN

2. Citotoxicidad mediada por anticuerpos

Función realizada por anticuerpos, neutrófilos, eosinófilos, NK y el macrófago. Este proceso se produce cuando un anticuerpo, generalmente del tipo IgG y en menor proporción IgE reconoce un antígeno en la membrana de una céula y reacciona en ella redeándola (semejante a la opsonización) dejando la fracciónFc libre. Las células con capacidad citotóxica y receptores para Fc, como NK, macrófagos, se unirán al fragmento Fc de la Ig e inducirán citotoxicidad en la célula. En este caso la citotoxicidad de la reacción la proporciona el Ac, en este fenómeno interactúa tanto tanto el fragmento Fab como el Fc

3. Activación del complemento

Por la vía clásica, fundamentalmente por IgM y seguido de Ig mediante Fc. La activación del complemento por anticuerpos, que están unidos a la membrana de una célula infectada o una bacteria, desencadena una acción citotóxica de gran eficacia capaz de destruir la membrana celular

4. Protección de mucosas

La igA, recubre mucosas para protegerlas de la entrada de agentes infecciosos. Su configuración en forma de dímero o tetrámero, le permite disponer de entre 8 y 4 sitios de unión al antígeno, lo que hace tremendamente efectiva frente a bacterias, posee gran capacidad para neutralizar algunos virus

5. Aglutinación

IgM sobre todo, se acumula gracias a la Ig una serie de partículas extrañas para eliminar de manera más eficiente

6. Neutralización

IgG, IgM e IgA son capaces de unirse a una tooxina, bacteria o virus para neutralizar su actividad antes de que llegue a su sitio de unión o simplemente la inactiva. En el caso de los virus, permite a los anticuerpos evitar que el virus infecte una célula al cubrir la parte viral necesaria para el anclaje con la célula, en este caso solo interviene Fab

 

Al principio de la respuesta primaria, hay un período ventana, la seroconversión es cuando comienzan a detectarse anticuerpos. Tras el período ventana los anticuerpos aumentan, luego se mantienen hasta descender. Primero hay IgM 10-12 días, luego IgG, a los meses. En la respuesta humoral secundaria, el período ventana es más corto, la concentración de anticuerpos es mayor y también la afinidad por el antígeno

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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