Antigene, Anticorpi, Molecule HLA

Antigene, Anticorpi, Molecule HLA





Antigene
antigen, imunogen, epitop

* Antigen (Ag)

STRUCTURI MACROMOLECULARE NON-SELF

- sistemul imun (limfocitul B / T) “hotaraste” daca o molecula e self sau non-self

* Imunogen

- Ag sunt recunoscute de sistemul imun ca non-self dar nu toate declanseaza raspuns imun

- un Ag care declanseaza raspuns imun se numeste imunogen sau antigen complet

- un Ag poate fi recunoscut ca non-self dar sa nu declanseze raspuns imun decât în anumite conditii (ex. haptena - carrier), este asadar un antigen incomplet

* Epitop

- un Ag nu este recunoscut în totalitate de limfocite

- partea imunologic activa, care se cupleaza cu receptorii specifici ai limfocitelor se numeste epitop sau determinant antigenic

- sunt în general secvente moleculare mici care protruzioneaza din conformatia Ag

- Ag pot avea unul (monovalente) sau mai multi epitopi (multivalente)

Antigene- Factori care deter 949g69j mina imunogenitatea

* Dependenti de antigen

- Diferenta biochimica fata de structurile self - distanta filogenetica între specii

- Marimea (conteaza!) - moleculele sub 5 kDa nu sunt în general imunogene

- Complexitatea biochimica - ex. peptidele polimerice sunt mai putin imunogene, la aceeasi marime, decât cele care poseda aminoacizi aromatici

- Organizarea conformationala - cu cât e mai complexa, cu atât mai imunogena

- cele mai eficiente imunogene - peptidele

- mai putin eficiente - polizaharidele

- în general neimunogene - lipidele, acizii nucleici

* Dependenti de organism

- Vârsta - administrarea aceluiasi antigen în diferite perioade de viata genereaza efecte diferite

- la fat, nou nascut - toleranta (sistemul imun imatur)

- la adult - raspuns imun manifest (sistem imun matur, eficient)

- la batrân - raspuns imun diminuat, aberant (sistem imun degenerat)

- Genotipul - raspuns diferit la acelasi Ag, la persoane diferite

- diferente de rasa / diferente individuale

* Dependenti de modul de administrare

- Doza de administrare - exista o doza optima de stimulare a sistemului imun

- doze prea mici - toleranta de zona joasa

- doze prea mari - toleranta de zona înalta

- Numarul de administrari - raspunsul imun creste în intensitate la administrari repetate

- Calea de administrare - este determinanta pentru intensitatea si viteza raspunsului imun

- cele mai eficiente cai - intravenoasa, subcutanata, intraperitoneala

- mai putin eficienta - calea orala

Antigene- Epitopi

* Clasificarea epitopilor proteici

-Epitopi liniari

- un segment continuu de AA din structura unei proteine

- pot fi expusi (accesibili permanent) sau ascunsi (accesibili doar prin denaturare)

* Epitopi conformationali

- sunt formati din AA aflati la distanta în structura primara a proteinei

- acesti AA sunt adusi în apropierea prin împachetarea panglicii proteice

* Caracteristicile recunoasterii epitopilor de catre limfocite

- Limfocitele B

- sunt de tip proteic, polizaharidic, mai rar fosfolipide sau lipoproteine

- epitopii sunt hidrosolubili, liniari (expusi) sau conformationali

- Limfocitele T

- sunt de tip proteic (8-9 AA la LTc, 13-18 AA la LTh)

- epitopii sunt doar liniari

Antigene- Clasificare

* Antigene timoindependente

- determina productia de anticorpi fara a necesita interventia limfocitelor T helper

- sunt în general structuri polimerice care cupleaza simultan un mare numar de receptori ai limfocitului B (BCR) si îl stimuleaza masiv, fara a mai fi necesar ajutorul limfocitelor T

- sunt polizaharide din capsula bacteriilor (ex. LPS)

- genereaza aparitia de IgM, nu induc formarea de celule B de memorie (RI secundar)

* Antigene timodependente

- marea majoritate a antigenelor

- necesita interventia limfocitelor T helper pentru a genera raspuns imun

- genereaza aparitia Ig de toate clasele, induc formarea celulelor B de memorie (RI secundar)

Anticorpi-Definitie

* Anticorpii sunt proteine serice aflate în fractiunea gama-globulinelor

* Se mai numesc imunoglobuline, deoarece sunt globuline cu rol de aparare imuna

ANTICORPI (Ac) = IMUNOGLOBULINE (Ig) = GAMAGLOBULINE

* Se prezinta sub 2 forme:

- membranara – prezente doar pe membrana limfocitului B, formeaza receptorul specific de antigen (BCR), cu rol în recunoasterea antigenului

- secretata – rol în eliminarea antigenelor (functia efectorie a sistemului imun)

* Au forma literei Y

- în centru - regiune balama, asigura mobilitatea bratelor

- bratele superioare - Fab (fragment antigen-binding)

- regiunea inferioara - Fc (fragment cristalizabil)

Anticorpi-Structura tridimensionala

* domeniile variabile (VH si VL) formeaza situsul de legare cu Ag

* acesta are forma variabila, în functie de forma antigenului

* suprafetele Ag si Ac sunt complementare - „principiul cheii în broasca”

* cu cât cele doua suprafete se potrivesc mai bine, Ac are afinitate mai mare pentru Ag

Anticorpi- Functii

* Functiile regiunii variabile - cuplarea Ag

- formarea situsului de legare cu antigenul

- aceste regiuni se numesc „variabile” deoarece secventa AA difera mult de la o Ig la alta

- astfel, diversitatea structurala asigura o enorma varietate de Ig, fiecare destinata unui anumit Ag

* Functiile regiunii balama - mobilitate

- functioneaza ca un pivot

- permite celor 2 situsuri de legare de pe cele 2 brate sa cupleze Ag la distanta variabila

* Functiile regiunii constante - eliminarea Ag

- domeniile CH1 si CL au rol de a prelungi bratele superioare ale Ig, permitând cuplarea a 2 Ag aflate la distanta mai mare

- domeniile CH2 (CH3) au rol de activare a complementului, pentru a distruge Ag

- domeniile CH3 (CH4) au rol de cuplare cu receptori specifici de pe macrofage, neutrofile, celule NK etc., ceea ce ajuta de asemenea la eliminarea Ag

Anticorpi- Ig membranare / Ig secretate

* Ig membranare ale limfocitului B sunt utilizate ca receptor specific de antigen (BCR)

* prezinta suplimentar, în continuarea regiunii constante, 2 regiuni:

- o regiune transmembranara

- o regiune citoplasmatica

* fiecare limfocit B are pe membrana sa un singur tip de Ig, cu o anumita secventa de AA în regiunea variabila (o anumita forma a situsului de legare cu Ag) destinata sa cupleze doar un anumit Ag

* daca acel Ag apare în circulatie, el se cupleaza cu Ig membranare

* limfocitul B este activat, se divide rapid si se diferentiaza în plasmocite (cu ajutorul LTH)

* plasmocitele produc o mare cantitate de Ig pe care le elimina în lichidul înconjurator

* Ig secretate produse de plasmocite sunt identice ca structura cu Ig membranare initiale, dar le lipseste segmentul transmembranar si citoplasmatic

* ele ajung prin lichide în toate regiunile organismului si se cupleaza cu Ag specific

* dupa cuplare, activeaza complementul si se leaga de receptorii unor celule distructive, determinând astfel eliminarea Ag

Anticorpi- Generarea diversitatii Ig

* fiecare om are, la un moment dat, sute de milioane de tipuri de Ig

* acestea difera între ele prin forma situsului de legare cu Ag

* limfocitele B, în cursul maturarii din maduva hematogena, efectueaza un proces numit recombinare genica, prin care se genereaza aceasta uriasa varietate de Ig

* dupa întâlnirea cu Ag, în organele limfoide secundare, limfocitele B activate sufera procese de mutatie frecventa a genelor imunoglobulinice, pentru a genera Ac tot mai eficienti

* tot în aceasta faza are loc schimbarea clasei de Ig, de la IgM la IgG (Ac mai eficienti), cu pastrarea specificitatii antigenice

* toate aceste metode determina, în final, aparitia unor molecule de tip Ig care cupleaza Ag cu mare afinitate

Anticorpi- Clasele de imunoglobuline

* Imunoglobulina G

- 80% din Ig serice

- monomeri

- prezinta 4 subclase, notate IgG1, IgG2, IgG3 si IgG4

- cele mai eficiente Ig, apar în raspunsul imun secundar

- trec prin placenta (protectia fatului)

* Imunoglobulina M

-10% din Ig serice

- pentameri

- domeniul CH2 - rol de balama

- prezinta punti disulfidice între monomeri

- prezinta lant J

- apar în raspunsul imun primar

- nu trec prin placenta

* Imunoglobulina A

- 10-15% din Ig serice, marea majoritate a Ig din secretii

- dimeri

- 2 forme: serica si secretorie

- forma secretorie prezinta o structura numita componenta secretorie care protejeaza molecula de digestie

* Imunoglobulina D

- 0,2% din totalul Ig, rol redus

* Imunoglobulina E

- 0,01% din totalul Ig serice

- rol esential în fenomenele alergice

- IgE se fixeaza pe membrana mastocitelor

- când apar Ag (alergene), determina degranularea mastocitelor cu eliberarea de mediatori

Molecule HLA-Definitie

* ansamblu de molecule membranare care mediaza prezentarea Ag si fenomenele imune

* determina toleranta / rejetul grefelor, de aceea formeaza

COMPLEXUL MAJOR DE HISTOCOMPATIBILITATE

(Major Histocompatibility Complex - MHC)

* d.p.d.v. istoric, la om s-au descoperit initial pe leucocite, de aceea se mai numesc antigene leucocitare umane (Human Leucocyte Antigen - HLA)

molecule MHC = molecule HLA

* trei clase de molecule HLA

- clasa I

- clasa a II-a

- clasa a III-a

* codificate de gene situate pe cr. 6

* mostenim jumatate din genele HLA de la mama si jumatate de la tata

Molecule HLA- Rol

* Legarea antigenelor proteice (peptide)

- HLA clasa I:Antigene endogene

- HLA clasa II: Antigene exogene

* Prezentarea acestor antigene limfocitelor T

- HLA clasa I: limfocite T CD8+ (limfocite T citotoxice)

- HLA clasa II: limfocite T CD4+ T (limfocite T helper)

Molecule HLA- HLA clasa I

* Structura

- un lant a cu 3 domenii a1, a2 si a3

- domeniile a1 si a2 sidelimiteaza situsul de legare

- b-2 microglobulina

* Tipuri

- 3 tipuri de HLA clasa I: A, B, C

* Distributie

- Toate celulele nucleate din organism

- Nu au HLA I: eritrocitele, neuronii, spermatozoizii, celulele trofoblastice

* Functii

- Se cupleaza în interiorul celulei cu segmente din proteinele sintetizate în acea celula

- Prezinta, la exteriorul celulei, aceste peptide la limfocitul T citotoxic

- Daca peptidele sunt non-self (cel. infectate viral, cel. tumorale) activeaza LTC si astfel celula e distrusa

Molecule HLA- HLA clasa a II-a

* Structura

- un lant a cu 2 domenii a1 si a2

- un lant b cu 2 domenii b1 si b2

- domeniile a1 si b1 sidelimiteaza situsul de legare

* Tipuri

- mai important este DR, mai exista DQ, DP, DO etc.

* Distributie

- numai pe celulele prezentatoare de antigen (macrofage, celule dendritice, limfocite B)

* Functii

- se cupleaza în interiorul celulei prezentatoare de antigen cu peptide rezultate din procesarea antigenelor exogene

- Prezinta, la exteriorul celulei, aceste peptide la limfocitul T helper

- LTH se activeaza astfel si stimuleaza alte celule imune (limfocitul B, limfocitul T citotoxic)

Molecule HLA- Diversitate

* Exista zeci - sute de variante HLA din fiecare tip, notate cu litera corespunzatoare tipului si numarul alelei (ex. HLA A3, A66, B7, B27, C3, C9, DR3, DR4 etc.)

* Fiecare om are, pe suprafata celulelor sale, 2 tipuri distincte de molecule HLA clasa I de tip A, 2 de tip B, 2 de tip C si 2 de tip DR – câte una mostenita de la mama si de la tata

* Astfel, exista foarte multe posibilitati de combinatie a diferitelor tipuri de HLA, ceea ce face ca fiecare om sa aiba practic o combinatie HLA distincta

* Datorita recunoasterii HLA de catre limfocitele T citotoxice, aceste molecule determina toleranta sau rejetul grefelor

* Cu cât combinatia de HLA este mai asemanatoare între donor si recipient, sansa de supravietuire a grefei este mai mare

* Determinarea combinatiei de molecule HLA si identificarea unui donor compatibil este esentiala pentru efectuarea unui transplant reusit (mai ales transplant de rinichi, maduva)