Antigene

Gli antigeni sono quelle sostanze che introdotte in un organismo animale, inducono la formazione di anticorpi o una risposta cellulo-mediata.

Una sostanza viene definita antigene (Ag) quando presenta le seguenti caratteristiche :

• estraneità :deve essere estranea ( non-self) all’organismo o considerata come tale (es.cellula neoplastica o infettata da virus• antigenicità : deve legarsi agli anticorpi specifici o ai recettori specifici del linfocita .• immunogenicità : deve essere in grado di indurre una risposta immunitaria umorale e/o cellulare

Antigene

Antigene

Completi :

• possiedono tutte e tre le caratteristiche • viene definito immunogeno• è una macromolecola (peso molecolare rilevante)

incompleti :

• è estraneo • capace di legarsi ai recettori specifici (antigenico) • non è in grado di stimolare una risposta immunitaria ( non immunogenico)• presentano un basso peso molecolare • diventa immunogenico quando si lega ( coniuga) ad una molecola proteica , definita carrier o sostanza vettore• il coniugato aptene-carrier induce la produzione di anticorpi sia contro laptene sia contro il carrier •

Fattori immunogenici

Estraneità : • L’ immunogenicità dell’antigene è influenzata dal suo grado d’estranietà nei confronti dell’ospite con cui viene a contatto.

• Alcune molecole self possono indurre una risposta immunitaria, qualora siano modificate da un’infezione virale o da un processo neoplastico.

Peso molecolare :

• Gli antigeni migliori hanno di solito un peso intorno ai 100 kDa.

• Alcune molecole con basso peso molecolare (prroteine) sono immunogeniche ; altre, invece , come i lipidi o molecole sintetiche , benchè abbiano con un elevato peso molecolare , non sono immunogeniche .

Fattori immunogenici

Determinante antigenico o epitopo

Def: rappresenta quella parte dell’Ag, che ha la proprietà immunogenica ed antigenica.

Un Ag può avere più di un determinante antigenico e quindi indurre la formazione di vari anticorpi , ognuno specifico per ogni epitopo, presente nell’Ag.

Il numero dei determinanti antigenici varia da un antigene all’altro e costituisce la valenza antigenica.

La valenza può anche essere calcolata , entro certi limiti, determinando quante molecole di anticorpo si legano ad una molecola d’antigene.

Un anticorpo prodotto contro un antigene può cross-reagire con un altro antigene, quando questo ultime condivide uno o più determinanti antigenici con il primo antigene. Cross-reazioni possono anche avvenire fra Ag che hanno epitopi simili.

Determinante antigenico o epitopo

Nelle proteine i determinanti antigenici possono essere :

1. lineari o sequenziali ( sequenza continua di residui aminoacidici adiacenti)

2. conformazionali o assemblati ( residui aminoacidici distanti nella sequenza primaria e riuniti nella struttura terziaria)

3. neo-antigenici ( epitopi che si sono formati in seguito ad una modificazone strutturale, come per esempio la proteolisi)

I linfociti B sono in grado di riconoscere antigeni solubili o nella loro forma nativa ,siano essi di natura proteica che polisaccaridica.

I linfociti T riconoscono solo gli Ag proteici , che sono stati processati (frammentati) ed associati alle molecole MHC, esposte sulla superficie delle cellule presentanti l’antigene (APC) o delle cellule autologhe alterate.

Gli epitopi possono essere solo lineari.

Superantigeni

Def. : sono quegli Ag , in genere di origine batterica o virale, che sono in grado di attivare in maniera non-specifica alcuni cloni di linfociti T.

I superantigeni si legano alla regione variabile (V) di alcune catene beta ( ) del TCR ( recettore per l’antigene del linfocita T) , e/o ai domini 1 e 1 delle molecole del MHC di classe II al di fuori della tasca che lega il peptide.

In alcuni casi i superantigeni legano a ponte i linfociti T e la cellula APC, quindi attivano in maniera aspecifica le due cellule .

In alcuni casi sono in grado di attivare le cellule B o i macrofagi ,indipendentemente dalla presenza dei linfociti T , legandosi solo alle molecole del MHC.

Fra i più importanti antigeni ci sono alcune esotossine prodotte da un batterio gram-positivo, lo stafilococcus aureus , in particolare :

1. l’enterotossina stafilococcica, che è la causa di una tossinfezione alimentare nell’uomo.

2. una tossina correlata che provoca la sindrome da shock tossico (patologia causata dall’uso di tamponi igienici )

3. la tossina della dermatite esfoliativa.

Superantigeni

Anticorpo

Anticorpi generalità

Struttura di base delle immunoglobuline

Struttura fine delle immunoglobuline

Struttura fine delle immunoglobuline

Struttura fine delle immunoglobuline

• Confrontando le regioni V di diversi anticorpi, è stato possibile dimostrare che sono presenti 3 zone ad altissima variabilità, denominate “zone ipervariabili” o CDR( residui che determinano la complementarietà) e zone relativamente costanti, denominate “regioni framework” o telaio.

• I CDR presenti nelle regioni variabili della catena leggera e pesante costituiscono il “sito combinatorio” per l’antigene specifico.

• Nel frammento Fc si ritrovano uniti alle catene pesanti, tramite legami che partono da residui di serina ed acido aspartico, i residui oligosaccaridici. La quantità e la qualità di questi carboidrati variano a seconda la classe di immunoglobuline.

• Il punto di riconoscimento e di legame con l’antigene è situato nei domini VH e VL .

Regione cerniera•Situata a metà tra i due domini CH1 e CH2

•Di lunghezza variabile da 5 a 62 amminoacidi in cui si trovano i residui cisteinici che danno origine ai ponti a disolfuro, i quali legano fra di loro le catene pesanti.

• Presente in tutte le classi delle Ig, fatta eccezione le IgM e le IgE, le quali presentano un dominio aggiuntivo CH4

• La sua struttura secondaria è ad -elica e contiene alcuni residui di prolina.

• Consente un flessibilità tale che permette al frammento F(ab)2 di adattarsi alla struttura e alle dimensioni dell’Ag.

Classi e sottoclassi delle immunoglobuline

Classi e sottoclassi delle immunoglobuline

Classi e sottoclassi delle immunoglobuline

Classi delle immunoglobuline

Nell’uomo esistono 5 classi od isotipi di immunoglobuline , ognuna delle quali con una struttura chimica ben distinta e con un ruolo biologico ben preciso.

1.IgM : esistono in forma monomerica o pentamerica e sono caratterizzate dalla presenza di un dominio aggiuntivo nella catena pesante , che sostituisce la regione a cerniera.

• Le monomeriche sono presenti nella membrana del linfocita B maturo, insieme alle IgD,ed hanno la funzione di legare l’antigene.

• Le IgM del siero sono pentameriche . I 5 monomeri sono legati insieme da un polipeptide J.

• Le IgM sono presenti nel siero in concentrazione relativamente basse (8-10%) e sono prodotte per prime durante la filogenesi, l’ontogenesi e durante la risposta anticorpale primaria.

• Presenta 10 siti combinatori, anche se non li impegna quasi mai tutti.

• Ha una elevata capacità di attivazione del complemento.• Sono le più attive nei fenomeni d’agglutinazione e

attivazione del complememento.• Livelli alti di IgM nel siero del neonato è indice di infezione

intrauterina(rosolio,toxoplasma,ecc)

Classi delle immunoglobuline

Classi delle immunoglobuline

Classi delle immunoglobuline

5. IgE : sono state individuate per la prima volta in individui allergici.• presentano 5 domini per ciascuna catena pesante.

• una volta prodotte si legano ai recettori per il frammento Fc espresso dai monociti e dai basofili ed in seguito al secondo contatto con l’antigene (allergene) si aggregano e danno inizio al processo,detto degranulazione, mediante il quale si liberano i mediatori chimici , tra cui l’istamina.

• l’istamina causa le manifestazioni cliniche dell’ipersensibilità immediata.

• negli individui non allergici le concentrazioni sieriche aumentano in risposta ad un’infestazione parassitaria, soprattutto nelle parassitosi intestinali (specialmente elmintiche) .

Classi delle immunoglobuline

Sintesi delle immunoglobuline

•Sono prodotte dai linfociti B allo stadio di plasmacellule.

•Le plasmacellule producono molecole anticorpali che contengono un solo tipo di catena leggera e una sola classe di catena pesante.

•Nelle plasmacellule le catene leggere e quelle pesanti sono sintetizzate in ribosomi diversi .

•Probabilmente dapprima si ha l’unione di una catena L con una H per formare una mezza molecola e successivamente si uniscono per formare un monomero completo.

Anticorpi monoclonali