Reactii antigen-anticorp

REACTII ANTIGEN-ANTICORP

INTRODUCERE

Imunologia este stiinta care se ocupa cu studiul proceselor de aparare. Termenul de imunitate are ca subanteles in sens foarte larg "rezistenta", sistemul imun aparand in evolutia biologica a organismelor pentru a le proteja de agenti patogeni. Modalitatile de contact cu microorganismele sunt variate ca atare sunt necesare variate tipuri de raspunsuri imune astfel incat apararea sa fie eficienta. Nivelele de interventie in apararea imuna se impart in doua mari categorii: apararea imuna nespecifica si apararea imuna specifica sau adaptativa.

Principalele diferente intre cele doua tipuri de raspuns imun ar fi ca apararea imuna adaptativa raspunde inalt specific unui agent patogen particular si ca reexpunerea imbunatateste raspunsul astfel ca trasaturile principale ale raspunsului imun adaptativ sunt specificitatea si memoria.

Componentele apararii imune nespecifice sunt:

bariera epiteliala - tegumentele si mucoasele constituie bariere fizice impotriva raspandirii agentilor patogeni

inflamatia - proces de aparare si limitare a extensiei agentului patogen

fagocitoza - proces de aparare contra agentilor patogeni particulati pe care fagocitele ii digera enzimatic

mediatori solubili ai apararii nespecifice:

o      sistemul complementului - grup de componente serice nespecifice ce mediaza fagocitoza, controleaza inflamatia si interactioneaza cu anticorpii, avand rol major in eliminarea substantelor straine;

o      citokine - grup mare de molecule (interferoni, interleukine, factori de crestere, chemokine, TNFa, TGFb, etc) cu rol in semnalizarea intercelulara in timpul raspunsurilor imune.

Apararea imuna specifica implica doua etape majore:

1.     recunoasterea antigenului

2.     raspunsul imun umoral sau celular pentru eradicarea acestuia

Antigenul (Ag) este o substanta de origine endogena sau exogena capabila sa induca un raspuns imun care consta in stimularea si proliferarea limfocitelor si in sinteza unor molecule de recunoastere - anticorpi (Ac) sau receptori celulari ce se combina specific in vivo sau in vitro cu Ag declansator.

Anticorpii sunt proteine sintetizate ca parte a raspunsului imun la o substanta straina (Ag) si care se leaga specific la Ag. Situsul de combinare al unui anticorp cu antigenul se afla in portiunea Fab a moleculei, zona hipervariabila. Combinarea se face pe principiul cheie-broasca. Legaturile cu antigenul sunt de tip necovalent (legaturi de hidrogen, forte Van der Waals, elctrostatice si hidrofobe), reversibile. Multiple legaturi intre Ac si Ag asigura intensitatea interactiunii Ag-Ac.

Interactiunea antigen-anticorp in gel sau solutii constituie baza metodelor imunochimice cantitative utilizate in diagnosticul imunologic de laborator. Aceasta reactie de legare este guvernata de legea masei care in acest caz consta in aceea ca antigenul liber [Ag] si anticorpii liberi [Ac] interactioneaza reversibil pentru a forma complexe [Ag-Ac]. Relatia intre antigenul liber si cel legat in complexe cu anticorpi este determinata de constanta de echilibru sau de afinitate K_a care este egala cu raportul intre constantele de asociere K₁ si disociere K₂ conform formulei:

[Ag] + [Ac] ^K1↔_K2 [Ag-Ac]

K_a = K₁/K₂ = [Ag-Ac]/ [Ag] [Ac]

Valoarea constantei Ka depinde de intensitatea legaturilor Ag-Ac si, pentru ca toate antiserurile contin populatii de Ac cu variate capacitati de legare, valoarea Ka pentru un ser este o masura a valorii medii  a intensitatii de legare pentru toate populatiile de anticorpi prezente. Adaugarea unei cantitati mari de antigen la o cantitate cunoscuta fixa de anticorpi conduce la formarea unei cantitati mari de complexe [Ag-Ac]. La o anumita concentratie de antigen, jumatate din situsurile de legare ale anticorpilor devin saturate astfel ca [Ag-Ac]= [Ac]. La echilibru, rata de asociere si cea de disociere sunt constante,  astfel ca numarul de complexe Ag-Ac care se formeaza este egal cu al celor care se disociaza.

Tipuri de reactii imunologice in vitro

In functie de modul de evidentiere al reactiei in vitro, exista interactiuni Ag-Ac cu rezultat vizibil direct - reactiile de precipitare sau aglutinare sau interactiuni al caror rezultat este vizibil doar prin marcarea Ac:

fluorocrom - imunofluorescenta

izotopi - dozare radioimunologica

enzime - dozare imunoenzimatica

In functie de rezultatul final cuantificat, testele antigen-anticorp pot fi clasificate in primare, secundare si tertiare: evidentiere reactie Ag-Ac, evidentiere manifestari secundare (precipitare, floculare, aglutinare, fixare complement), respectiv evidentiere efecte biologice (ex: efectele biologice ale activarii complementului, cum ar fi opsonizarea, chemotaxia, fagocitoza).

Reactiile primare - teste de evidentiere a recunoasterii specifice a Ag de catre Ac. Teste cantitative includ imunofluorescenta, RIA, alte metode imunoenzimatice. In general aceste metode necesita fie antigen purificat, fie marcarea cu radioizotopi, fluorescenta sau enzimatica a anticorpului, sau implica o metoda de separare a complexelor Ag-Ac de Ag, Ac liberi din solutie.

Reactiile secundare - includ reactiile de precipitare in solutie sau gel, aglutinarea directa sau hemaglutinarea si fixarea complementului.

Reactiile tertiare - includ opsonizarea, fagocitoza, chemotaxia, aderenta imuna, degradarea celulara.

Factori ce influenteaza masurarea reactiilor antigen-anticorp sunt:

afinitatea - cu cat este mai mare afinitatea anticorpului pentru antigen, cu atat este mai stabila reactia;

aviditatea - reactia intre antigene multivalente si anticorpi multivalenti este mult mai stabila si mai usor de detectat;

raportul Ag-Ac: marimea complexelor Ag-Ac este corelata cu concentratia de Ag si de Ac;

forma fizica a Ag - un Ag particulat va fi depistat prin reactii de aglutinare, un Ag solubil va fi depistat prin reactii de precipitare.

Reactiile Ag-Ac sunt specifice si reversibile.

Reversibilitatea: complexul Ag-Ac poate fi disociat de caldura, acidifierea mediului (pH<3) sau aportul de ioni in cantitate mare.

Specificitatea: Ag este capacitatea acestuia de a reactiona specific numai cu receptorii solubili (Ac) sau membranari a caror productie a fost indusa de stimulul antigenic. Cunoasterea unuia dintre reactanti (Ag sau Ac ) permite identificarea celuilalt. Din punct de vedere al terminologiei folosite, specificitatea este un termen aplicabil conditiilor in vivo, in timp ce pentru conditiile in vitro se foloseste termenul alternativ de antigenitate. Specificitatea se refera la proprietatea unui situs combinativ al unui anticorp de a reactiona specific cu un singur determinant antigenic, sau la proprietatea unei populatii de anticorpi de a reactiona cu doar un tip de antigen. In general exista un grad inalt de specificitate in reactiile antigen-anticorp. Anticorpii pot distinge diferentele intre structura primara, secundara si tertiara a unui antigen.

Antigenele se clasifica in doua categorii importante: antigene complete, cele mai multe de natura proteica, capabile sa induca un raspuns imun celular si/sau umoral; antigene incomplete sau haptene, substante cu greutate moleculara mica, incapabile sa declanseze un raspuns imun daca nu sunt cuplate cu o molecula mare cu structura complexa, denumita purtator sau carrier.

Afinitatea este intensitatea reactiei intre un singur determinant antigenic si un singur situs combinativ al unui anticorp. Este rezultatul sumei intre toate fortele de atractie si de respingere ce exista intre determinantul antigenic si situsul combinativ.

Aviditatea este termenul utilizat pentru descrierea intensitatii legaturilor in totalitate intre un antigen cu multiplii determinanti antigenici si anticorpi multivalenti. Deci afinitatea se refera la intensitatea legaturii intre un determinant antigenic si un situs combinativ al unui anticorp, in timp ce aviditatea se refera in general la intensitatea legaturilor intre antigene si anticorpi multivalenti.

Crossreactivitatea se refera la capacitatea unor anticorpi de a se combina cu mai mult de un determinant antigenic sau la capacitatea unei populatii de anticorpi de a reactiona cu mai mult de un antigen. Crossreactivitatea apare deoarece antigenul crossreactiv are epitopi comuni cu antigenul imunizant sau pentru ca are epitopi cu structura asemanatoare unui antigen imunizant (plurispecificitate).