Antígeno-Anticuerpo PDF

ANTÍGENO-ANTICUERPO ANTÍGENO (Ag) Son moléculas capaces de producir una respuesta inmunológica adaptativa, que va desde la activación de los linfocitos hasta la formación de anticuerpos. Reconocidos por los anticuerpos, receptores de linfocitos T y B, y CPA. Inmunógeno: unión del Ag con los anticue...

ANTÍGENO-ANTICUERPO ANTÍGENO (Ag) Son moléculas capaces de producir una respuesta inmunológica adaptativa, que va desde la activación de los linfocitos hasta la formación de anticuerpos. Reconocidos por los anticuerpos, receptores de linfocitos T y B, y CPA. Inmunógeno: unión del Ag con los anticuerpos y receptores de linfocitos como producto de la respuesta y reacción inmunitaria. Son de carácter extraño y el SI los diferencia de los propios. Los linfocitos durante su maduración realizan un sistema de selección y solo progresan aquellos capaces de reconocer Ag propios (autoantígenos). Los linfocitos que reaccionan a Ag propios son eliminados por apoptosis. Si este sistema de selección fracasa se producen las enfermedades autoinmunes. Los Ag son moléculas de gran peso molecular, gran estabilidad y no degradables (también pueden ser polisacáridos, lípidos, DNA). Forman parte de microorganismos: bacterias, virus, hongos y parásitos, presentes en células de tejidos y órganos no propios (grupos sanguíneos, HLA,CD), células tumorales, venenos, alimentos y sustancias químicas (alérgenos). Antígeno extraño: son elementos antigénicos, cualquier molécula reconocida como extraña y capaz de generar una respuesta inmunitaria. Determinante antigénico o epítopo Es la fracción más pequeña de Ag reconocido y responsable de la respuesta inmune. Es una fracción peptídica reconocida como no propia y que reacciona ante el anticuerpo. Son regiones inmunológicamente activas del Ag y, un Ag puede tener diversos epítopes iguales o diferentes, cada epítopo genera un anticuerpo específico, de esta manera que un Ag puede dar lugar a anticuerpos de diferente especificidad. Pueden unirse a BCR, TCR, HLA y anticuerpos específicos. Hapteno Son moléculas pequeñas de bajo peso molecular y que no actúan como Ag por sí solas. Funcionan como Ag cuando van unidas a otras moléculas transportadoras o “carriers” (proteínas orgánicas de gran tamaño). Suelen ser haptenos: proteínas, lípidos, polisacáridos, ácidos nucleicos, nutrientes, hormonas, fármacos, toxinas microbiana, vegetales y animales, productos químicos industriales, etc. Ejemplos: Toxinas hiedra venenosa (hapteno) → colágeno de la piel (carrier) Acido penicilico procedente de la penicilina (hapteno) → proteinas en el suero (carrier) Proteínas de las saliva de pulga (hapteno) → colágeno de la piel (carrier) ANTICUERPOS (Acs) Moléculas producidas por linfocitos B específicos Ag-dependientes. Células plasmáticas Se encuentra en la MO, ganglios, bazo y mocosas, no en sangre periférica. El contacto con el Ag provoca una reordenación en los genes de los LBP. Se produce un cambio en la composición de las inmunoglobulinas o Acs: Se producen diferentes isotipos (IgG, IgM, IgE, IgA e IgD) que son secretados. Cambio en la región variable específica para cada Ag. Cada clon de las células plasmáticas Ag-dependiente produce Acs de la misma especificidad. Los Acs producidos timo-dependientes: gran variabilidad de isotipos y gran afinidad. Los Acs producidos timo-independientes: del tipo IgM y poco afinidad. En el TLAM predomina la IgA y en zonas inflamadas la IgG. Anticuerpos (Ac) o Inmunoglobulinas (Ig) Los anticuerpos son proteínas determinadas por un escaso grupo de genes del DNA. Son proteínas globulares producidas en el RNAm de las células plasmáticas. Poseen síntesis ilimitada de diferentes tipos, gran cantidad y gran variedad. Se localizan en diferente zonas del organismo: Fijados en la membrana citoplasmática de los linfocitos B donde actúan como receptores (BCP). Libres secretados por las células plasmáticas, se conocen como Acs circulantes y representan un 20% de todas las proteínas plasmáticas. Fluidos corporales: saliva, moco y leche. Líquido intersticial Mucosas Formación de Ac en presencia de Ag extraños → Ac inmunógenos → secretados por los LBP. Formación de Ac específicos para cada uno de los epítopos del Ag. Ac normalmente monovalentes y en pocas ocasiones polivalentes. Presentan variación en los isotipos: IgG, IgM, IgE, IgA e IgD, y en subclases. Formación de Ac sin presencia de Ag extraños → Ac naturales → secretados por los LB-1. Producción de Ac que no tienen especificidad (Ig naturales, IgG y IgM). Suelen ser Ac polivalentes efectivos para varios tipos de epítopos. Están poco presentes en el SI (si, en la Inmunohematología frente a Ag de los grupos sanguíneos) Tienen una vida media en el plasma de 2 a 3 días, la IgE puede llegar a 20 días y las IgG a 30 días. Propiedades de los Ac en general: Capacidad de reconocer Ag. Discriminacion entres diferentes Ag. Unión fuerte con el Ag. Estructura de los anticuerpos Los anticuerpos son un grupo de proteínas complejas formadas por cadenas polipeptídicas del tipo globinas α. (o inmunoglobulinas). Tienen una estructura de 4 cadenas polipeptídicas en forma de “Y” considerada el monómero del Ac.  2 cadenas ligeras idénticas (L) en la parte externa de los brazos de la Y. 2 cadenas pesadas idénticas (H) en la parte interna de la Y. Unidas por puentes de disulfuro. El lugar en el que confluyen los 3 brazos de la Y es denominado región fronteriza y le da gran flexibilidad a la molécula. En las cadenas se distinguen 2 regiones diferentes: Región constante (C): Zona en la que se acoplan los receptores FcR y a las proteínas del complemento. Es igual en todas la Ig y solo cambia el tipo de globina. En la cadena ligera, 1 región cerca de la región fronteriza CL. En la cadena pesada, 3 regiones CH1, CH2 y CH3. Región variable (V): Es el lugar de reconocimiento y unión del antígeno. Cambia de unas Ig a otras. Es específica y complementaria para cada epítopo, la región hipervariable específica para cada epítopo se denomina paratopo o región complementaria. En la cadena ligera, 1 región al final de cada brazo VL. En la cadena pesada, 1 región al final de cada brazo VH. Cada cadena está formada por: Cadena ligera: VL + CL Cadena pesada: VH + CH1 + CH2 + CH3 Paratopo o región determinante de complementariedad Es la región terminal del Ac. que contiene una secuencia variable de aminoácidos que forman uniones complementarias con el determinante antigénico o epítopo. Son las diferentes secuencias de moléculas terminales del paratopo las que le dan especificidad al anticuerpo. El paratopo es exclusivo y específico para un epitope. Contiene puntos de contacto afines para un epítopo específico. Si las Ig se tratan con papaína (enzima proteolítica) se fraccionan en 3 partes: 1 Fragmento cristalizable (Fc): Formado por CH2 y CH3 de las cadenas pesadas. Es un fragmento constante. Una vez separado tiene tendencia a estar en forma cristalina. Es la parte que se une a los receptores celulares FcR y proteínas del complemento. 2 Fragmentos de unión al Ag (Fab) (Fragment antigen binding): Formados por las CH1 y VH de la cadena pesada y CL y VL de las cadenas ligeras. Las regiones VH y VL son muy variables y específicas para la unión con cada Ag. Dentro de cada Ac las 2 regiones VH y las 2 regiones VL son idénticas entre sí. Capaces de combinarse con el antígeno. Características de los Ac Se diferencian entre sí por el tamaño y composición de los aminoácidos e hidratos de carbono. Las IgD, IgE y la IgG tienen estructura monomérica (2 puntos de unión). La IgA estructura dimérica (4 puntos de unión) y monomérica (2 puntos de unión). La IgM estructura pentamérica (10 puntos de unión). Acciones importantes de los Ac Neutralización: el Ac se une a el Ag bloqueando su acción contra las células tisulares, de manera que no podrán unirse a ellas y destruirlas. Opsonización: el Ac se une a la superficie del Ag facilitando la acción de la fagocitosis, citotoxicidad y activación del complemento. Función principal de los Igs circulantes Son secretadas por las células plasmáticas. Presentes en la sangre, líquido intersticial y fluidos corporales (saliva, moco, leche). Neutralización y opsonización que permiten la activación del complemento (CAM), fagocitosis (fagocitos) y acciones de citotoxicidad (LNK). Funciones de las Igs fijadas Receptores de superficie en LB (BCR) → IgM e IgD Unidas al Ag activan al LB para dar respuesta inmunitaria. Opsonización mediante Ac Los Ac se unen a proteínas de la membrana de las células o elementos diana (microorganismos, alérgenos, células tumorales o células trasplantadas). Ac → paratopo (Fab) → (aa) epitope → célula diana El Ac se une a receptores de la membrana de leucocitos por el Fc. Ac → Fc → receptores de leucocitos El Ac actúa ligando los leucocitos con el elemento diana. Permite la activación del complemento (CAM), fagocitosis (fagocitos) y acciones de citotoxicidad (LNK). Las células del SI tienen receptores en la membrana para el Fc de las Igs. Son proteínas de membrana con función activadora de fagocitosis y degranulación, exocitosis y citotoxicidad. Neutralización Los Ac rodena y se combinan con Ag bloqueándolos e inactivándolos. Son Igs neutralizantes la IgG, en ciertas ocasiones la IgA y IgM. Solo intervienen los fragmentos (Fab (zona de neutralización)). Sucede sobre bacterias, virus, toxinas, enzimas. Tipos de anticuerpos Las Ig presentan variaciones estructurales según las cadenas pesadas o ligeras que las forman. Cromosoma 14: codifica la región constante de las cadenas pesadas. Cromosoma 22 y 2: codifica la región constante de la cadena ligera (λ y κ). En cada Ig puede haber un solo tipos de cadena ligera λ y κ. Cada porción es sintetizada de forma independiente y después se unen. Tiene una variabilidad ilimitada. Existen 5 variaciones en las globinas de las cadenas pesadas: α, δ, ε, γ, µ que dan lugar a 5 Ac diferentes: IgG, IgM, IgE, IgA e IgD → isotipos. Isotipo: proteínas de las regiones constantes de las Igs. Presentan la misma secuencia de aminoácidos, algunos cambios dan lugar a diferentes tipos de globinas, lo que permite su clasificación en clases (tipos) y subclases (subtipos). α → IgA δ → IgD ε → IgE γ → IgG μ → IgM IgG Es la más abundante, representan un 75-80% del total de las Ig en plasma. De 800-1800 mg/dL. Es de estructura monomérica. Se distinguen 4 subclases: IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4, que se diferencian por la secuencia de aminoácidos y el puente disulfuro. Se encuentran distribuidas en los compartimentos intravasculares y extravasculares. Produce opsonización lo que facilita la fagocitosis de neutrófilos y macrofagos, y la citotoxicidad de los LNK. Intervienen en infecciones por virus, bacterias y hongos. Se forma de manera tardía en el primer contacto con el Ag. En la respuesta secundaria se produce en primer lugar y muy abundante. Capaz de atravesar membranas biológicas. Atraviesa la placenta (inmunidad pasiva) y está presente en la leche materna. Función: Como opsonina para la fagocitosis, los LNK y el complemento de la vía clásica. Neutralizante para pequeños microorganismos y toxinas. Inhiben la acción de los LB cuando se une a su FcR (Fracción C). Disminuida en infecciones crónicas e inmunodeficiencias. Aumentada en patologías autoinmunes. IgA Representan de un 15-20% de las Ig totales en el plasma. De 90-450 mg/dL. Se distinguen 2 subclases: IgA1 e IgA2, se diferencian en la región fronteriza. Funció: Crear una barrera protectora en la mucosas intestinales, respiratorias, genitourinaria, creando una barrera neutralizadora frente el contacto y la adhesión. A nivel del plasma tiene una acción neutralizante. En forma dimérica: IgAs secretoras: 2 monómeros unidos por 1 cadena J (glicoproteína). Se encuentra en secreciones corporales (lágrimas, saliva, sudor, moco nasal…). Acción protectora en piel y mucosas contr microorganismos patógenos. En el calostro y la leche materna, proporciona defensa al aparato digestivo del lactante. En forma monomérica: 1 solo monómero La encontramos en el suero. Tiene acción neutralizante que evita la colonización de microorganismos y la actividad de las toxinas. IgM Representa de un 5-10% de la Ig totales en el plasma. De 60-280 mg/dL. Es pentamérica (5 monómeros unidos por puentes disulfuros y una cadena J). Se encuentra a nivel intravascular (sangre y linfa), también en orina y LCR. No atraviesa las membranas biológicas. No está presente en tejidos y órganos.  Es la primera en expresarse sobre la membrana del LB, donde actúa como un receptor (en BCR monomérica). Es la primera que se forma frente a la presencia de Ag. La más abundante durante la respuesta inmunitaria primaria, en la respuesta secundaria es producida en segundo lugar y mantiene su concentración. Produce reacciones de aglutinación uniéndose a varios Ag a la vez. Es una aglutinina natural presente en la sangre sin inmunización previa. Es la primera que sintetiza el neonato por sí solo. Función: Como opsonina activa el complemento de la vía clásica. Neutralización de microorganismos en mucosas intestinales y respiratorias. BCR en LB (monomérica). Aumentada en infecciones agudas víricas y neoplasias. Disminuida en inmunodeficiencias y patologías autoinmunes. IgE Es la Ig que se encuentra en menor proporción en el suero de hasta 0,2 mg/dL. Solo de un 0,02% de las Ig totales. Estructura monomérica. Función: Sensibilizan células de las mucosas conjuntivas, nasales y bronquiales. Gran afinidad por FcR de basófilos y mastocitos. Unidas a la membrana de basófilos y mastocitos desencadenan la liberación de mediadores inflamatorios (histamina y citocinas) y por consiguiente las reacciones de hipersensibilidad. Participa en las reacciones de alergia (principal Ac contra los alérgenos). Participa en la defensa de parásitos (helmintos y protozoos). Activa los eosinófilos que se degranulan y liberan compuestos tóxicos. Muy aumentada en las respuestas secundarias de alergias y en las helmintiasis. IgD Solo está presente en un 1% de las Ig totales. En suero de 0,3-30 mg/dL. Estructura monomérica. No suele ser secretada. Abundante en la membrana de los LB donde actúa como un receptor BCR. No tiene una función definida. Interviene en la diferenciación de los linfocitos. Anticuerpos monoclonales y otros La especificidad de un Ac es la capacidad que tienen para distinguir las diferencias mínimas entres los grupos químicos que componen el determinante antigénico o epítopo. Ac monoclonales o monoespecíficos: proceden de un solo clon de células plasmáticas, tienen alta especificidad, solo reaccionan y se acoplan a un epítopo concreto específico afín. Ac policlonales o polispecíficos: proceden de diferentes clones de células plasmáticas, reaccionan frente a varios epítopes. En sangre periférica predominan los Acs poliespecíficos, los Acs monoespecíficos o monoclonales son escasos ya que es difícil que se desarrolle un solo clon celular que produzca Ac específicos. Anticuerpos monoclonales o monoespecíficos (AcM o MAb) Ac sintetizados por un solo clon o una sola línea de LB. Ac homogéneos y para un único epítopo. Producción in vitro a partir de: Células plasmáticas del mieloma que tiene la capacidad de proliferar continuamente y una producción ilimitada de anticuerpos. Célula plasmática Ag-dependiente (procedente de un ratón inmunizado) que sintetizan un solo tipo de Ac. Se fusionan el LB dependiente y la célula plasmática del mieloma, para obtener una célula híbrida o hibridoma (capaces de producir Ac monoespecífico con especificidad conocida y alta afinidad). Hibridoma: conserva la información del LB para la síntesis de Ac, fáciles de cultivar, con capacidad de dividirse indefinidamente y de producir Ac ilimitadamente. Los reactivos o antisueros utilizados en las pruebas inmunológicas formados por Ac de la clase IgM e IgG, son elaborados y secretados a partir de hibridomas o por la inmunización de animales (cabra, conejo, cordero, ratones y otros) con Ag, proteínas, Ac, hormonas y otras sustancias. Están preparados en medio líquido con pH controlado y conservantes para su estabilidad. Pueden ser: Ig monoclonales: un solo elemento antigénico, ej.: anti-TP para detectar el Ag del Treponema pallidum. Ig policlonales: diferentes elementos antigénicos, ej.: anti-IgG policlonal que detecta diferentes subclases de IgG (IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4). Pueden ser: Reactivos monovalentes: contiene un solo Ac (anti-C3). Reactivos polivalentes: contienen diversos Acs (anti-IgG, anti-IgM y anti-C3). Aplicaciones de los Ac monoclonales Para identificación y diferenciación de varias células CD marcadores fenotípicos superficiales de varias células. Diagnóstico de infecciones (detección Ag y Acs de virus, bacterias, hongos y parásitos). Diagnóstico de enfermedades tumorales (detección de marcadores tumorales). Investigación genética (marcaje de genes). Técnicas de diagnóstico inmunológico: aglutinación, precipitación, EIA, IF, citometría. Identificación y descripción de marcadores de histocompatibilidad (HLA). Detección de Ag y Ac en Inmunohematología. LOS INMUNOCOMPLEJOS Es la unión Ag-Ac → epitope-paratopo, se da gracias a la formación de diferentes tipos de enlaces no covalentes y reversibles. Son enlaces débiles que se pueden ver afectados por el pH, la temperatura y las fuerzas iónicas. Unidos por diferentes fuerzas de interacción: Puentes de hidrógeno: iones de hidrógeno compartidos entre Ag y Ac. Fuerza electroestáticas: atracción por cargas opuestas (proteínas iónicas de cargas opuestas que se atraen). Fuerzas de Van der Waals: interacción de nubes electrónicas (fuerzas eléctricas débiles que se ejercen a cierta distancia entre moléculas). Enlaces hidrofóbicos: grupos hidrofóbicos que repelen el agua y se unen para evitarla. Ciertos aminoácidos tienen tendencia a unirse sacando las moléculas de agua del interior del enlace. Características del inmunocomplejo Complementariedad El punto de unión tiene que ser complementario. Han de encajar perfectamente epítopo y paratopo mediante diferentes enlaces, sino es así no tendrá suficiente energía para mantenerse estable. Afinidad Fuerzas de atracción y de repulsión que se establecen en los puntos de unión entre el epítopo y paratopo. Suma de las fuerzas de atracción y de repulsión que intervienen en la unión. Avidez Fuerza que se establece entre los diferentes epítopos del Ag y los paratopos de los Ac acoplados. El valor de esta fuerza es superior a la suma de las fuerzas de la afinidad. La IgM tiene mayor avidez que la IgG. Las técnicas de análisis inmunológico se basan en la unión Ag-Ac. Las reacciones Ag-Ac se utilizan para poner en evidencia moléculas: Ag y Ac microbianos, grupos sanguíneos, de histocompatibilidad, Ag tumorales y otros: PDF, hormonas, drogas, fármacos, etc. Las reacciones Ag-Ac son muy específicas. Es importante tener en cuenta la especificidad y sensibilidad del reactivo. Especificidad: capacidad que tiene un Ac para unirse únicamente a su Ag y no a otros. Se utilizan Ac (antisuero reactivo) monoclonales o monoespecíficos, que aumentan la especificidad de la prueba. Sensibilidad: es la cantidad mínima de Ac o de Ag que es capaz de detectar la prueba, cuanto más pequeña sea la cantidad, más sensible es. Las pruebas de marcaje son más sensibles que las de aglutinación o precipitación. Las pruebas con una sensibilidad baja pueden dar falsos negativos. Reacciones cruzadas Reacción de un Ac frente a un Ag para el que no ha estado generado pero es similar, debido a la presencia de determinantes antigénicos compartidos o similares. Ej.: los anticuerpos frente la Brucella abortus son capaces de reaccionar con los Ag de la Yersinia enterocolítica. Cuando un Ac reacciona con varios Ag, es de especificidad baja y reactividad cruzada. Los antisueros contienen Ac con paratopos que pueden unirse a diferentes epítopos y producir reacciones cruzadas. Tipos de técnicas inmunológicas Reacciones primarias: es la reacción más simple entre Ag-Ac (unión epítopo+paratopo). No se producen agrupaciones de los inmunocomplejos, el Ac-Ag está aislado. Tienen como consecuencia las reacciones secundarias y terciarias. Las pruebas basadas en la reacción primaria son de alta sensibilidad: ID, RIA, EIA y IF → pruebas de marcaje. Reacciones secundarias: se forman agregados de inmunocomplejos visibles o no, por ejemplo: aglutinación, precipitación sobre agar y turbidimetría. Visibles macroscópicamente o detectados mediante nefelometría o espectrofotometría. Se producen intervenciones del complemento sobre determinadas células. Reacciones terciarias: ponen en evidencia las acciones del SI. Son las que demuestran los fenómenos de adherencia y quimiotactismo, opsonización y fagocitosis, desgranulación y citotoxicidad, neutralización, producción CIT, etc. Se investigan estos fenómenos mediante cultivos in vitro o estimulación celular de macrófagos u otras células. En la inmunología se utilizan diferentes tipos de Acs para detectar cualquier Ag. La alta afinidad y especificidad de un Ac para un Ag específico es lo que permite la realización de las diferentes técnicas inmunológicas. En toda prueba inmunológica se tiene que comprobar su exactitud, siempre se utilizan controles. Control: suero reactivo a una concentración conocida del analito estudiado. Se usan para monitorizar la exactitud y precisión de un análisis determinando y el analizador que lo realiza (TEL). Calibrador: valor diana de los analitos investigados. Elaboración de curvas o rectas de calibración.