Anticuerpos y antígenos

Anticuerpos: Proteínas circulantes que se producen en los vertebrados en respuesta a la exposición a estructuras extrañas conocidas como

antígenos. Principales mediadores de la inmunidad humoral contra toda clase de microbios. Los LB son las únicas células que sintetizan anticuerpos. Existen en 2 formas: Difieren en la secuencia de aminoácidos del extremo carboxilo terminal de la región C de la cadena pesada.

I. Unidos a la membrana en la superficie de los linfocitos B : Actúan como receptores para el antígeno. El reconocimiento del antígeno por los LB vírgenes los activa e inicia una respuesta humoral. Los LB estimulados por el antígeno también producen anticuerpos en una forma secretada que es la fase efectora de la

inmunidad humoral se unen a los antígenos y desencadenan varios mecanismos efectores que eliminan los antígenos. La eliminación requiere de la interacción con otros componentes del sistema inmune: complemento, fagocitos y

eosinófilos. Funciones efectoras mediadas por anticuerpos:

1. Neutralización de microbios o productos microbianos tóxicos.2. Activación del sistema de complemento.3. Opsonización de microorganismos patógenos para potenciar su fagocitosis.4. Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos haciendo que el sistema inmunitario innato provoque la lisis de

células infectadas.5. Activación del mastocito mediada por anticuerpos para expulsar parásitos helmintos.

Contiene un tramo carboxilo terminal que incluye una región de anclaje transmembranaria hidrófoba α helicoidal, seguida de un tramo yuxtamembranario intracelular con carga positiva que ayuda a anclar la proteína en la membrana.

II. Secretados: Neutralizan toxinas. Impiden la entrada y propagación de los microorganismos patógenos. Eliminan los microbios. Residen en la circulación, tejidos y mucosas. Se acumulan en el plasma (porción líquida de la sangre), secreciones

mucosas y líquido intersticial de los tejidos. Cuando la sangre o plasma forman un coagulo, los anticuerpos permanecen en el líquido residual llamado suero. Suero: Carece de factores de coagulación pero contiene todas las proteínas del plasma. El suero contiene una mezcla de diferentes anticuerpos producidos por muchos clones de LB que responden cada uno a

diferentes porciones (epítopos) de un antígeno: anticuerpos policlonales. Antisuero: Cualquier muestra de suero que contenga moléculas de anticuerpos detectables que se unan al antígeno

particular. Serología: Estudio de los anticuerpos y de sus reacciones con los antígenos. Se producen de 2-3g de anticuerpos al día: 2/3 IgA (en las paredes de los aparatos digestivo y respiratorio). La porción C es hidrófila.

Antígenos: Sustancias que generan o son reconocidas por anticuerpos. Las 3 clases de moléculas que utiliza el sistema inmune adaptativo para unirse a antígenos son:

Anticuerpos: I. Reconocen el espectro más amplio de estructuras antigénicas.

II. Tienen la mayor capacidad de discriminar entre diferentes antígenos.III. Se unen a los antígenos con mayor fuerza.

MHC. Receptores del linfocito T para el antígeno.

ESTRUCTURA DEL ANTICUERPO.

Electroforesis: Cuando las proteínas plasmáticas séricas que tradicionalmente se separan por su solubilidad en albuminas y globulinas, pueden hacerlo aún más por su migración en un campo magnético.

Globulinas gamma: Tercer grupo de migración más rápida de globulinas donde se encuentran la mayoría de los anticuerpos. Inmunoglobulinas: Porción que confiere inmunidad de la fracción de globulinas gamma. Son flexibles gracias a la región bisagra (entre CH1 y CH2 en algunos), lo que les permite unirse a diferentes series de antígenos.

Las porciones de la secuencia de aminoácidos de la región bisagra, asumen una disposición no plegada y flexible lo que permite el movimiento molecular entre CH1 y CH2.

Cierta flexibilidad se debe a la capacidad de cada dominio VH de rotar con respecto al dominio CH adyacente. Cada uno contiene al menos 2 zonas de unión VH y VL. Muchos pueden orientar estas zonas de unión de manera que puedan

engancharse a la vez 2 moléculas de antígeno en una superficie plana. Tiene una estructura nuclear simétrica compuesta de 2 cadenas ligeras idénticas y 2 cadenas pesadas idénticas:

Contienen una serie de unidades repetidas, homólogas cada una de unos 110 aminoácidos (algunos son los más variables y críticos para el reconocimiento del antígenos) de longitud, que se pliegan independientemente en una estructura globular llamada dominio de Ig.

Dominio de Ig: contiene 2 capas de láminas plegadas en β, cada una compuesta de 3-5 hélices de cadenas polipeptídicas antiparalelas. Las 2 capas se mantienen unidas mediante un enlace disulfuro y hélices adyacentes de cada lámina β se conectan mediante asas cortas.

Constan de regiones amino terminales variables (V): Participan en el reconocimiento del antígeno. Se llaman así porque contienen regiones variables en la secuencia de aminoácidos que distinguen los anticuerpos

producidos por un clon de linfocitos B de los anticuerpos producidos por otros clones. La mayoría de las diferencias en la secuencia y la variabilidad entre diferentes anticuerpos se limitan a 3 secuencias

cortas en la región V de la cadena pesada y a 3 en la de la cadena ligera llamados segmentos hipervariables (la limitación de la variedad de estos 3 tramos permite mantener la estructura básica de todas las clases los anticuerpos a pesar de la variabilidad entre ellos).

Segmentos hipervariables: a) Corresponden a 3 asas que sobresalen y conectan hebras de láminas β que componen los dominios V de las

cadenas pesada y ligera de Ig.b) Cada segmento tiene unos 10 aminoácidos de longitud y se mantienen en su lugar mediante secuencias

estructurales más conservadas que forman el dominio de Ig de la región V. c) También se llaman regiones determinantes de la complementariedad (CDR) porque forman una superficie que

es complementaria a la estructura tridimensional del antígeno unido.d) Se llaman CDR1, CDR2 y CDR3.e) CDR3: Son los más variables y se produce el contacto más extenso de aminoácidos con el antígeno.f) La capacidad de la región V de plegarse en un dominio de Ig está determinada, sobre todo, por las secuencias

conservadas en las regiones estructurales adyacentes a los CDR. En un anticuerpo, las 3 regiones hipervariables de un dominio VH y las 3 de un dominio VL se unen para formar una

zona de unión al antígeno (cada anticuerpo tiene 2). Regiones carboxilo terminales constantes (C):

Median las funciones efectoras. Los anticuerpos pueden dividirse en distintas clases (isotipos) y subclases en función de diferencias en la

estructura de las regiones C de su cadena pesada: tienen diferentes funciones efectoras debido a que la mayoría de estas funciones están mediadas por la unión de regiones C de la cadena pesada a receptores para el Fc en diferentes células, como los fagocitos, linfocitos NK y mastocitos, proteínas como las del complemento.

Isotipos: IgA, IgG, IgE, IgD, IgM. Subtipos: IgA: IgA1, IgA2; IgG: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4. Las regiones C de IgM e IgE contienen 4 dominios de Ig en tándem. Las de IgG, IgA e IgD contienen solo 3

dominios de Ig. Estos dominios se designan de forma genérica: dominios CH y se numeran de forma secuencial desde el amino terminal al carboxilo terminal (CH1, CH2). De forma más específica: Cϒ1, Cϒ2 etc en IgG.

Cadena pesada: Existen en 2 formas que difieren en los extremos carboxilo terminales:

a. Una forma ancla los anticuerpos membranarios en las membranas plasmáticas de los LB.b. La otra forma se secreta cuando se asocia a cadenas ligeras de Ig.

Región V: Compuesta de 1 dominio de Ig. Región C: 3 o 4 dominios de Ig:

Interactúan con otras moléculas efectoras y células del sistema inmune y median la mayoría de las funciones biológicas de los anticuerpos.Las regiones C de todas las moléculas de anticuerpo de un isotipo o subtipo tienen prácticamente la misma secuencia de aminoácidos y es diferente en los otros.

Las cadenas pesadas se designan por la letra griega del alfabeto correspondiente al isotipo del anticuerpo: IgA1: α1, IgA2: α2; IgD: δ; IgE: ε; IgM: μ; IgG1: ϒ1, IgG2: ϒ2, IgG3: ϒ3; IgG4: ϒ4.

Cadena ligera: 1 región V de dominio de Ig. 1 región C de dominio de Ig: No participan en el reconocimiento del antígeno, en las funciones efectoras y ni se

unen directamente a las membranas celulares. Hay 2 isotipos de cadenas ligeras: κ y λ que se distingues por sus regiones C.

a. Una molécula de anticuerpo tiene 2 cadenas ligeras κ idénticas o 2 cadenas ligeras λ idénticas.b. Alrededor del 60% de los anticuerpos tienen cadenas κ y el 40% λ. No hay diferencias funcionales entre

estos anticuerpos. Las cadenas pesadas y ligeras están unidas de manera covalente por enlaces disulfuro formados entre cisteínas del

carboxilo terminal de la cadena ligera y el dominio CH1 de la cadena pesada. Interacciones NO covalentes entre VH y VL y entre los dominos CL y CH1 también pueden contribuir a la asociación de las

cadenas pesadas y ligeras. Las 2 cadenas pesadas de cada anticuerpo también están unidas de manera covalente mediante enlaces disulfuro. En IgG

estos enlaces se forman entre cisteínas en las regiones CH2 cerca de la región conocida como bisagra. La porción citoplasmática de IgM e IgD de membrana, es corta (3aa), en las de IgG e IgE de membrana es larga (30aa). La IgG e IgE secretadas y todas las Ig de membrana, independientemente del isotipo, son monoméricas con respecto a la unidad

estructural básica del anticuerpo (2 cadenas pesadas y 2 ligeras). Las formas secretadas de IgM e IgA dormán complejos multiméricos en los que están unidos mediante enlaces covalentes 2 o

más de las unidades estructurares centrales del anticuerpo. Se forman por interacciones entre regiones llamadas piezas de cola, que se localizan en los extremos carboxilo terminales de las formas secretadas de las cadenas pesadas μ y α. También contienen un polipéptido adicional llamado cadena de unión J que se une mediante un enlace disulfuro a las piezas cola y sirve para estabilizar estos complejos y transportarlos a través del epitelio desde la zona basolateral al extremo luminal.

Las multiméricas se unen con mayor avidez que las monoméricas, incluso aunque los 2 tipos de anticuerpos contengan Fab, que individualmente se unan igual al antígeno.

Cuando un anticuerpo que reconoce una variante polimórfica que se encuentra en sujetos de una especie, a las variantes se las denomina alotipos. Al anticuerpo que reconoce un determinante alotípico se le llama anticuerpo antialotípico.

Las diferencias entre las regiones V del anticuerpo se sitúan en los CDR y constituyen los idiotipos de los anticuerpos. Un anticuerpo que reconoce algún aspecto del CDR de otro se llama antiidiotipo.

ANTICUERPOS MONOCLONALES.