تعريف الأجسام المضادة – النظائر, بناء, المهام, التطبيقات الطبية والكثير

السؤال

الأجسام المضادة هي العمود الفقري لجهاز المناعة في جسم الإنسان,في هذه المقالة سنلقي نظرة متعمقة على تعريف الأجسام المضادة,نظائرهم,التطبيق الطبي للأجسام المضادة وأكثر من ذلك بكثير.

ل الجسم المضاد (من), المعروف أيضًا باسم المناعي (على سبيل المثال),هو كبير, بروتين على شكل Y يتم إنتاجه بشكل أساسي عن طريق خلايا البلازما التي يستخدمها الجهاز المناعي لتحييد مسببات الأمراض مثل البكتيريا المسببة للأمراض والفيروسات.

يتعرف الجسم المضاد على جزيء فريد من الممرض, يسمى مستضد, عبر جزء ملزم مستضد (فاب) منطقة متغيرة مثل SARS-CoV-2, الفيروس الذي يسبب COVID-19. يحاربون العدوى عن طريق حجب أجزاء من الفيروس اللازمة لإصابة الخلية أو بوضع علامة عليها لتدميرها بواسطة جهاز المناعة.

يتم إنتاج الأجسام المضادة بواسطة الخلايا المناعية المعروفة باسم الخلايا البائية. المدى المذهل للأجسام المضادة التي يمكن أن ننتجها ينبع من المدى المذهل للخلايا البائية التي لدينا. عندما نكون مصابين بفيروس, تتعرف مجموعة صغيرة من الخلايا البائية على الفيروس و, على مدى أسبوعين, بمساعدة الخلايا المناعية الأخرى المعروفة بالخلايا التائية, يتعلمون إنتاج أجسام مضادة أقوى وأقوى للفيروس. تنضج هذه الخلايا B وتتكاثر في مصانع لإنتاج الأجسام المضادة المعروفة باسم خلايا البلازما.

كل طرف “و” من جسم مضاد يحتوي على نظارة (مماثلة لقفل) هذا خاص بحلقة معينة (مشابه لمفتاح) على مستضد, مما يسمح لهذين البنائين بالترابط مع الدقة.

الأجسام المضادة على شكل Y

باستخدام آلية الربط هذه, يمكن للجسم المضاد بطاقة شعار ميكروب أو خلية مصابة للهجوم من قبل أجزاء أخرى من جهاز المناعة, أو يمكنها تحييد هدفها مباشرة (فمثلا, عن طريق تثبيط جزء من ميكروب ضروري لغزوها وبقائها).

حسب المستضد, قد يعيق الارتباط العملية البيولوجية المسببة للمرض أو قد ينشط الضامة لتدمير المادة الغريبة.

يتم التوسط في قدرة الجسم المضاد على التواصل مع المكونات الأخرى لجهاز المناعة عبر منطقة Fc الخاصة به (تقع في قاعدة “و”), الذي يحتوي على موقع ارتباط بالجليكوزيل محفوظ متورط في هذه التفاعلات. إنتاج الأجسام المضادة هو الوظيفة الرئيسية لجهاز المناعة الخلطي.

الأجسام المضادة هي بروتينات سكرية تنتمي إلى عائلة الغلوبولين المناعي ، وهي تشكل معظم جزء جاما غلوبولين من بروتينات الدم. عادة ما تكون مصنوعة من وحدات هيكلية أساسية - لكل منها سلسلتان ثقيلتان كبيرتان وسلسلتان خفيفتان صغيرتان.

هناك عدة أنواع مختلفة من السلاسل الثقيلة للأجسام المضادة التي تحدد الأنواع الخمسة المختلفة للأجزاء المتبلورة (إف سي) التي يمكن إرفاقها بشظايا ربط مولد الضد.

تسمح الأنواع الخمسة المختلفة لمناطق Fc بتجميع الأجسام المضادة في خمسة النظائر. كل منطقة Fc من نمط إسوي معين للجسم المضاد قادرة على الارتباط بمستقبل Fc الخاص بها (FcR), باستثناء IgD, وهو أساسا BCR, وبالتالي السماح لمركب الضد المضاد للتوسط في أدوار مختلفة اعتمادًا على FcR الذي يربطه.

يتم تعديل قدرة الجسم المضاد على الارتباط بـ FcR المقابل له من خلال هيكل الغليكان(الصورة) موجودة في المواقع المحفوظة داخل منطقة Fc.

تساعد قدرة الأجسام المضادة على الارتباط بـ FcRs في توجيه الاستجابة المناعية المناسبة لكل نوع مختلف من الأجسام الغريبة التي تصادفها., IgE مسؤول عن الاستجابة التحسسية التي تتكون من تحلل الخلايا البدينة وإطلاق الهيستامين.

باراتوب IgE's Fab يرتبط بمستضد الحساسية, على سبيل المثال جزيئات عث غبار المنزل, بينما ترتبط منطقة Fc بمستقبل Fc ε. يتفاعل تفاعل allergen-IgE-FcRd مع تنبيغ إشارة الحساسية لتحفيز حالات مثل الربو.

على الرغم من أن البنية العامة لجميع الأجسام المضادة متشابهة للغاية, منطقة صغيرة في طرف البروتين متغيرة للغاية, مما يسمح لملايين الأجسام المضادة ببنى طرف مختلفة قليلاً, أو مواقع ربط مولد الضد, أن تكون موجود. تُعرف هذه المنطقة باسم منطقة مفرطة التغير.

يمكن أن يرتبط كل من هذه المتغيرات بمستضد مختلف ، وهذا التنوع الهائل من مظاهر الأجسام المضادة على أجزاء ربط مولد الضد يسمح للجهاز المناعي بالتعرف على مجموعة واسعة ومتساوية من المستضدات.

يتم إنشاء المجموعة الكبيرة والمتنوعة من نظير الجسم المضاد من خلال أحداث إعادة التركيب العشوائية لمجموعة من المقاطع الجينية التي تقوم بترميز مواقع ربط مولد الضد المختلفة (أو المظلات), تليها طفرات عشوائية في هذه المنطقة من جين الجسم المضاد, مما يخلق المزيد من التنوع.

تسمى هذه العملية التأشبية التي تنتج تنوع جسم الأجسام المضادة المستنسخة V(د)إعادة تركيب J أو VJ. يكون جسم الأجسام المضادة متعدد الجينات, تتكون من ثلاثة جينات, خامسا, د, و J. كل موضع مظلي هو أيضا متعدد الأشكال, مثل أنه أثناء إنتاج الأجسام المضادة, أليل واحد من V, واحدة من د, ويتم اختيار واحد من J.

ثم يتم ضم هذه الأجزاء الجينية معًا باستخدام إعادة التركيب الجيني العشوائي لإنتاج الباراتوب. المناطق التي يتم فيها إعادة تجميع الجينات بشكل عشوائي معًا هي المنطقة شديدة التغير المستخدمة في التعرف على المستضدات المختلفة على أساس استنساخ.

كما تعيد جينات الجسم المضاد تنظيمها في عملية تسمى تبديل الفئة التي تغير نوع واحد من شظية Fc ثقيلة السلسلة إلى نوع آخر, إنشاء نمط نظري مختلف للجسم المضاد الذي يحتفظ بمنطقة المتغير الخاصة بالمولد المضاد. وهذا يسمح باستخدام الأجسام المضادة الفردية من قبل أنواع مختلفة من مستقبلات Fc, يتم التعبير عنه في أجزاء مختلفة من الجهاز المناعي.

نظائر الأجسام المضادة

قد يسمى الشكل المرتبط بالغشاء من الجسم المضاد أ الجلوبيولين المناعي السطحي (SIG) أو أ الغلوبولين المناعي الغشائي (MIG).

إنه جزء من مستقبلات الخلية البائية (BCR), والذي يسمح للخلية B بالكشف عن وجود مستضد معين في الجسم ويؤدي إلى تنشيط الخلية B

.يتكون BCR من الأجسام المضادة IgD أو IgM المرتبطة بالسطح ومعدلات Ig-α و Ig-β غير المتجانسة, والتي تكون قادرة على نقل الإشارة ، وستكون لخلية B بشرية نموذجية 50,000 إلى 100,000 الأجسام المضادة ملزمة لسطحها.

عند ربط مولد الضد, تتجمع في بقع كبيرة, التي يمكن أن تتجاوز 1 قطر ميكرومتر, على أطواف الدهون التي تعزل BCRs من معظم مستقبلات إشارات الخلية الأخرى.

قد تحسن هذه البقع من كفاءة الاستجابة المناعية الخلوية لدى البشر, سطح الخلية مكشوف حول مستقبلات الخلية B لعدة مئات النانومتر,مما يعزل BCRs من التأثيرات المتنافسة.

تأتي الأجسام المضادة أو الغلوبولين المناعي بأشكال متنوعة. استنادًا إلى الاختلافات في تسلسلات الأحماض الأمينية في المنطقة الثابتة من السلاسل الثقيلة ، يتم تصنيفها أيضًا إلى خمس فئات. وهذه هي:

  • IgG – تحتوي على سلسلة غاما الثقيلة
  • تحتوي على مو سلسلة ثقيلة
  • ايغا – تحتوي على سلسلة ألفا الثقيلة
  • سلسلة ثقيلة دلتا تحتوي على IgD
  • IgE تحتوي على سلسلة ثقيلة من إبسيلون

 

 

كل منهم يحمل اسم “على سبيل المثال” البادئة التي تشير إلى الغلوبولين المناعي (اسم يستخدم أحيانًا بالتبادل مع الجسم المضاد) وتختلف في خصائصها البيولوجية, مواقع وظيفية والقدرة على التعامل مع المستضدات المختلفة, كما هو موضح في الجدول.

تشير اللواحق المختلفة للنماذج المتضاربة للجسم المضاد إلى الأنواع المختلفة من السلاسل الثقيلة التي يحتويها الجسم المضاد, مع كل فئة سلسلة ثقيلة تسمى أبجديا: أ (ألفا), ج (جاما), د (دلتا), ه (إبسيلون), و μ (مو). هذا يؤدي إلى IgA, IgG, IgD, IgE, و IgM, على التوالي.

بناء

الأجسام المضادة ثقيلة (~ 150 كيلو دالتون) بروتينات البلازما الكروية. يبلغ حجم جزيء الجسم المضاد تقريبًا 10 نانومتر لديهم سلاسل سكر (الجليكان) يضاف إلى بقايا الأحماض الأمينية المحفوظة.

بعبارات أخرى, الأجسام المضادة بروتينات سكرية.تعتبر الجليكان المرفقة ذات أهمية حاسمة في بنية ووظيفة الجسم المضاد ، من بين أشياء أخرى ، يمكن للجليكان المعبر تعديل تقارب الجسم المضاد مع FcR المقابل له(الصورة).

هيكل الجسم المضاد

الوحدة الوظيفية الأساسية لكل جسم مضاد هي الغلوبولين المناعي (على سبيل المثال) أحادي المعدن (تحتوي على وحدة Ig واحدة فقط); يمكن أيضًا أن تكون الأجسام المضادة المُفرزة قاتمة مع وحدتين من Ig كما هو الحال مع IgA, رباعي مع أربع وحدات Ig مثل teleost fish IgM, أو خماسي مع خمس وحدات Ig, مثل IgM للثدييات.

تشكل العديد من مجالات الجلوبيولين المناعي السلسلتين الثقيلتين (أحمر و أزرق) والسلسلتين الخفيفتين (أخضر وأصفر) من الجسم المضاد. تتكون مجالات الجلوبيولين المناعي من بين 7 (للمجالات الثابتة) و 9 (للمجالات المتغيرة) β- جدائل.

الأجزاء المتغيرة من الجسم المضاد هي مناطق V الخاصة به, والجزء الثابت هو منطقة C.

مجالات الجلوبيولين المناعي

مونومر Ig هو “و”-جزيء الشكل يتكون من أربع سلاسل متعددة الببتيد; اثنان متطابقان سلاسل ثقيلة واثنان متطابقان سلاسل خفيفة متصلة بواسطة روابط ثاني كبريتيد.

تتكون كل سلسلة من مجالات هيكلية تسمى مجالات الغلوبولين المناعي. تحتوي هذه المجالات على حوالي 70-110 من الأحماض الأمينية ويتم تصنيفها إلى فئات مختلفة (فمثلا, متغير أو IgV, وثابت أو IgC) حسب حجمها ووظيفتها.

لديهم طية غلوبولين مناعية مميزة حيث تخلق صفحتان بيتا a “ساندويتش” شكل, متماسكة عن طريق التفاعلات بين السيستين المحفوظة والأحماض الأمينية المشحونة الأخرى.

سلسلة ثقيلة

هناك خمسة أنواع من سلسلة Ig الثقيلة للثدييات تدل عليها الحروف اليونانية: أ, د, ه, ج, و μ نوع السلسلة الثقيلة الحالية يحدد صف دراسي من الأجسام المضادة; تم العثور على هذه السلاسل في IgA, IgD, IgE, IgG, والأجسام المضادة لـ IgM, على التوالي.

تختلف السلاسل الثقيلة المميزة في الحجم والتكوين; يحتوي كل من α و approximately تقريبًا 450 أحماض أمينية, في حين أن μ و لديهما تقريبًا 550 أحماض أمينية.

كل سلسلة ثقيلة لها منطقتان, ال منطقة ثابتة و ال منطقة متغيرة. المنطقة الثابتة متطابقة في جميع الأجسام المضادة من نفس النمط النظائري, لكنها تختلف في الأجسام المضادة ذات الأنماط المختلفة.

سلاسل ثقيلة γ, α و δ لها منطقة ثابتة تتكون من ثلاثة بالتزامن (في الصف) المجالات Ig, ومنطقة مفصلية لمزيد من المرونة;السلاسل الثقيلة μ و لها منطقة ثابتة تتكون من أربعة مجالات الغلوبولين المناعي.

تختلف المنطقة المتغيرة للسلسلة الثقيلة في الأجسام المضادة التي تنتجها خلايا B المختلفة, ولكن هذا هو الحال بالنسبة لجميع الأجسام المضادة التي تنتجها خلية واحدة B أو خلية B. المنطقة المتغيرة لكل سلسلة ثقيلة تقريبا 110 الأحماض الأمينية طويلة وتتكون من مجال Ig واحد.

سلسلة خفيفة

يوجد في الثدييات نوعان من السلسلة الخفيفة للجلوبيولين المناعي, التي تسمى لامدا (λ) وكابا (السيد).للسلسلة الخفيفة مجالان متتاليان: مجال ثابت واحد ومجال متغير واحد.

الطول التقريبي للسلسلة الخفيفة 211 إلى 217 الأحماض الأمينية: يحتوي كل جسم مضاد على سلسلتين خفيفتين متطابقتين دائمًا; نوع واحد فقط من السلسلة الخفيفة, κ أو λ, موجود لكل جسم مضاد في الثدييات. أنواع أخرى من السلاسل الخفيفة, مثل ذرة (ي) سلسلة, توجد في الفقاريات الأخرى مثل أسماك القرش (الغضروف) والأسماك العظمية (Teleostei).

CDRs, Fv, مناطق Fab و Fc

الأجزاء المختلفة من الجسم المضاد لها وظائف مختلفة. على وجه التحديد, ال “أسلحة” (وهي متطابقة بشكل عام) تحتوي على مواقع يمكنها الارتباط بجزيئات محددة, تمكين التعرف على مستضدات محددة.

تسمى هذه المنطقة من الجسم المضاد فاب (شظية, ربط مولد الضد) منطقة. وتتكون من مجال واحد ثابت ومتغير واحد من كل سلسلة ثقيلة وخفيفة من الجسم المضاد.

يتم تشكيل المظلة في نهاية الطرف الأميني لمونومر الجسم المضاد بواسطة المجالات المتغيرة من السلاسل الثقيلة والخفيفة. ويشار إلى المجال المتغير باسم Fخامسا المنطقة وهي أهم منطقة لربط المستضدات.

أن تكون محددًا, حلقات متغيرة من β-strands, ثلاثة على ضوء (خامساL) وثقيل (خامساH) السلاسل مسؤولة عن الارتباط بالمستضد.

يشار إلى هذه الحلقات باسم مناطق تحديد التكامل (CDRs). تم تجميع وتصنيف هياكل CDRs هذه بواسطة Chothia وآخرون ومؤخرًا بواسطة North et al و Nikoloudis et al.

في إطار نظرية الشبكة المناعية, تسمى CDRs أيضًا الأنماط الغبية. وفقًا لنظرية الشبكة المناعية, ينظم نظام المناعة التكيفي من خلال التفاعلات بين الأنماط الغبية.

تلعب قاعدة Y دورًا في تعديل نشاط الخلايا المناعية. هذه المنطقة تسمى إف سي (شظية, متبلور) منطقة, ويتكون من سلسلتين ثقيلتين تساهمان في مجالين أو ثلاثة مجالات ثابتة حسب فئة الجسم المضاد.

وهكذا, تضمن منطقة Fc أن كل جسم مضاد يولد استجابة مناعية مناسبة لمستضد معين, من خلال الارتباط بفئة معينة من مستقبلات Fc, وجزيئات مناعية أخرى, مثل البروتينات التكميلية.

من خلال القيام بهذا, يتوسط تأثيرات فسيولوجية مختلفة, بما في ذلك التعرف على الجسيمات غير المؤمنة (ملزمة ل FcγR), تحلل الخلايا (ملزمة لتكملة), وتحلل الخلايا البدينة, خلايا قاعدية, والحمضات (ملزمة ل FcεR).

باختصار, تحدد منطقة Fab للجسم المضاد خصوصية المستضد بينما تحدد منطقة Fc للجسم المضاد التأثير الطبقي للجسم المضاد.

نظرًا لأن المجالات الثابتة للسلاسل الثقيلة فقط تشكل منطقة Fc لجسم مضاد, تحدد فئات السلسلة الثقيلة في الأجسام المضادة آثارها الطبقية. تشمل الفئات المحتملة من السلاسل الثقيلة في الأجسام المضادة ألفا, جاما, دلتا, إبسيلون, ومو, ويحددون نظائر الجسم المضاد IgA, G, د, E, و م, على التوالي.

هذا يعني أن النظائر المختلفة للأجسام المضادة لها تأثيرات طبقية مختلفة بسبب اختلاف مناطق Fc الخاصة بها وتفعيل أنواع مختلفة من المستقبلات.

تشمل الآثار الطبقية المحتملة للأجسام المضادة: التلف, التلصيق, انحلال الدم, تفعيل مكمل, تحلل الخلايا البدينة, وتحييد (على الرغم من أن هذا التأثير الطبقي قد يتم بوساطة منطقة Fab بدلاً من منطقة Fc).

وهذا يعني أيضًا أن التأثيرات بوساطة Fab موجهة نحو الميكروبات أو السموم, بينما يتم توجيه التأثيرات بوساطة Fc إلى الخلايا المستجيبة أو جزيئات المستجيب.

المهام

تشمل الفئات الرئيسية لعمل الأجسام المضادة ما يلي:

  • تحييد, حيث تقوم الأجسام المضادة المعادلة بإعاقة أجزاء من سطح الخلية البكتيرية أو الفيريون لجعل هجومها غير فعال
  • التلصيق, فيها أجسام مضادة “الغراء معا” الخلايا الأجنبية إلى كتل تكون أهدافًا جذابة للبلعمة
  • ترسب, فيها أجسام مضادة “الغراء معا” مستضدات مصلية قابلة للذوبان, إجبارهم على الخروج من المحلول في كتل تكون أهدافًا جذابة للبلعمة
  • تفعيل المكمل (تثبيت), حيث تقوم الأجسام المضادة الملتصقة بخلية غريبة بتشجيع المكمل لمهاجمتها بمركب هجوم الغشاء, مما يؤدي إلى ما يلي:
  • تحلل الخلية الغريبة
  • تحفيز الالتهاب عن طريق الجذب الكيميائي للخلايا الالتهابية

تتمايز الخلايا البائية المنشطة إلى خلايا منتجة للأجسام المضادة تسمى خلايا البلازما التي تفرز أجسامًا مضادة قابلة للذوبان أو خلايا ذاكرة تعيش في الجسم لسنوات بعد ذلك للسماح لجهاز المناعة بتذكر مستضد والاستجابة بشكل أسرع عند التعرض في المستقبل.

في مراحل الحياة قبل الولادة وحديثي الولادة, يتم توفير وجود الأجسام المضادة عن طريق التمنيع السلبي من الأم. يختلف إنتاج الأجسام المضادة الداخلية المبكرة لأنواع مختلفة من الأجسام المضادة, وعادة ما تظهر خلال السنوات الأولى من الحياة.

بما أن الأجسام المضادة موجودة بحرية في مجرى الدم, يقال إنهم جزء من جهاز المناعة الخلطي. يتم إنتاج الأجسام المضادة المنتشرة بواسطة الخلايا البائية المستنسخة التي تستجيب بشكل خاص لمستضد واحد فقط (مثال على ذلك هو جزء بروتين قفيصة الفيروس).

تساهم الأجسام المضادة في المناعة بثلاث طرق: تمنع مسببات الأمراض من دخول الخلايا أو إتلافها عن طريق الارتباط بها; أنها تحفز إزالة مسببات الأمراض عن طريق الضامة والخلايا الأخرى عن طريق طلاء الممرض; وتؤدي إلى تدمير مسببات الأمراض عن طريق تحفيز الاستجابات المناعية الأخرى مثل المسار التكميلي.

ستؤدي الأجسام المضادة أيضًا إلى تحلل الأمينات الوعائية النشطة للمساهمة في المناعة ضد أنواع معينة من المستضدات (الديدان, مسببات الحساسية).

تفعيل المكمل

الأجسام المضادة التي ترتبط بالمستضدات السطحية (فمثلا, على البكتيريا) سيجذب المكون الأول من السلسلة التكميلية مع منطقة Fc الخاصة بهم ويبدأ تنشيط “كلاسيكي” نظام كامل.

وهذا يؤدي إلى قتل البكتيريا بطريقتين: الأولى, يميز ارتباط الجسم المضاد والجزيئات التكميلية الميكروب بالابتلاع بواسطة الخلايا البلعمية في عملية تسمى opsonization; تنجذب هذه البالعات بواسطة جزيئات مكملة معينة ولدت في سلسلة التكملة.

ثانيا, تشكل بعض مكونات النظام المكمل مركب هجوم غشائي لمساعدة الأجسام المضادة على قتل البكتيريا مباشرة (حل الجراثيم).

تنشيط خلايا المستجيب

لمكافحة مسببات الأمراض التي تتكاثر خارج الخلايا, ترتبط الأجسام المضادة بمسببات الأمراض لربطها معًا, مما تسبب لهم في التراص.

حيث أن الجسم المضاد يحتوي على اثنين من المظلات على الأقل, يمكن أن يربط أكثر من مستضد واحد عن طريق ربط الحزم المتطابقة المحمولة على أسطح هذه المستضدات.

عن طريق طلاء العامل الممرض, الأجسام المضادة تحفز وظائف المستجيب ضد الممرض في الخلايا التي تتعرف على منطقة Fc.

الخلايا التي تتعرف على مسببات الأمراض المغلفة لها مستقبلات Fc, التي, حسب الاسم المقترح, تتفاعل مع منطقة Fc في IgA, IgG, والأجسام المضادة IgE.

يؤدي انخراط جسم مضاد معين مع مستقبل Fc على خلية معينة إلى تشغيل وظيفة المستجيب لتلك الخلية; سوف البلعمة, سوف تتحلل الخلايا البدينة والعدلات, ستطلق الخلايا القاتلة الطبيعية السيتوكينات والجزيئات السامة للخلايا; التي ستؤدي في النهاية إلى تدمير الميكروب الغازية.

يؤدي تنشيط الخلايا القاتلة الطبيعية بواسطة الأجسام المضادة إلى بدء آلية سامة للخلايا تُعرف باسم السمية الخلوية المعتمدة على الخلايا التي تعتمد على الأجسام المضادة (ADCC) - قد تفسر هذه العملية فعالية الأجسام المضادة وحيدة النسيلة المستخدمة في العلاجات البيولوجية ضد السرطان.

مستقبلات Fc خاصة بالنمط المتماثل, مما يعطي مرونة أكبر لجهاز المناعة, استدعاء آليات المناعة المناسبة فقط لمسببات الأمراض المميزة.

الأجسام المضادة الطبيعية

كما ينتج البشر والرئيسيات الأعلى “الأجسام المضادة الطبيعية” الموجودة في المصل قبل العدوى الفيروسية. تم تعريف الأجسام المضادة الطبيعية على أنها الأجسام المضادة التي يتم إنتاجها دون أي عدوى سابقة, تلقيح, التعرض للمستضد الأجنبي أو التمنيع السلبي.

يمكن لهذه الأجسام المضادة تنشيط المسار التكميلي الكلاسيكي الذي يؤدي إلى تحلل جزيئات الفيروس المغلفة قبل وقت طويل من تنشيط الاستجابة المناعية التكيفية.

يتم توجيه العديد من الأجسام المضادة الطبيعية ضد ثنائي السكاريد الجالاكتوز ألفا(1,3)-الجالاكتوز (α غال), الذي يوجد كسكر نهائي على بروتينات سطح الخلية الغليكوزيلاتي, ولدت استجابة لإنتاج هذا السكر عن طريق البكتيريا الموجودة في الأمعاء البشرية.

يُعتقد أن رفض الأعضاء المزروعة بالأكسجين, في جزء, نتيجة الأجسام المضادة الطبيعية المتداولة في مصل ارتباط المستلم بمستضدات α-Gal المعبر عنها في الأنسجة المانحة

تنوع الغلوبولين المناعي

تقريبا جميع الميكروبات يمكن أن تؤدي إلى استجابة الأجسام المضادة. يتطلب التعرف على العديد من أنواع الميكروبات المختلفة والقضاء عليها تنوعًا بين الأجسام المضادة; يختلف تكوين الأحماض الأمينية الخاصة بهم مما يسمح لهم بالتفاعل مع العديد من المستضدات المختلفة.

تشير التقديرات إلى أن البشر يولدون عنها 10 مليار من الأجسام المضادة المختلفة, كل منها قادر على ربط قمة مميزة لمستضد.

على الرغم من أن مجموعة كبيرة من الأجسام المضادة المختلفة يتم إنشاؤها في فرد واحد, عدد الجينات المتاحة لصنع هذه البروتينات محدود بحجم الجينوم البشري.

تطورت العديد من الآليات الجينية المعقدة التي تسمح لخلايا الفقاريات B بتوليد مجموعة متنوعة من الأجسام المضادة من عدد صغير نسبيًا من جينات الأجسام المضادة.

تقلبية المجال

منطقة الكروموسومات التي تشفر الجسم المضاد كبيرة وتحتوي على العديد من مواقع الجينات المميزة لكل مجال من الأجسام المضادة - منطقة الكروموسوم التي تحتوي على جينات سلسلة ثقيلة (IGH @) يوجد في الكروموسوم 14, والموضع الذي يحتوي على جينات سلسلة لامدا وكابا الخفيفة (IGL @ و IGK @) توجد في الكروموسومات 22 و 2 في البشر.

يسمى أحد هذه المجالات المجال المتغير, وهي موجودة في كل سلسلة ثقيلة وخفيفة من كل جسم مضاد, ولكن يمكن أن تختلف في الأجسام المضادة المختلفة المتولدة من خلايا ب مميزة.

اختلافات, بين المجالات المتغيرة, تقع على ثلاث حلقات تعرف باسم المناطق شديدة التغير (HV-1, HV-2 و HV-3) أو مناطق تحديد التكامل (CDR1, CDR2 و CDR3). يتم دعم CDRs داخل المجالات المتغيرة من خلال مناطق الإطار المحفوظة.

يحتوي موقع السلسلة الثقيلة على حوالي 65 جينات المجال المتغير المختلفة التي تختلف جميعها في CDR الخاصة بهم. يؤدي دمج هذه الجينات مع مجموعة من الجينات في مجالات أخرى من الجسم المضاد إلى توليد سلاح فرسان كبير من الأجسام المضادة بدرجة عالية من التباين..

هذا المزيج يسمى V(د)إعادة التركيب J مناقشته أدناه.

خامسا(د)إعادة التركيب J

إعادة التركيب الجسدي للغلوبولين المناعي, المعروف أيضًا باسم خامسا(د)إعادة التركيب J, ينطوي على توليد منطقة متغيرة فريدة من الغلوبولين المناعي.

يتم تشفير المنطقة المتغيرة لكل سلسلة ثقيلة أو خفيفة من الجلوبيولين المناعي في عدة قطع - تُعرف باسم الأجزاء الجينية (الجينات الفرعية). تسمى هذه المقاطع متغير (خامسا), تنوع (د) والانضمام (J) شرائح.

خامسا, تم العثور على شرائح D و J في سلاسل Ig الثقيلة, ولكن تم العثور على مقاطع V و J فقط في سلاسل Ig الخفيفة. نسخ متعددة من الخامس, توجد شرائح الجين D و J, ويتم ترتيبها بشكل مترادف في جينومات الثدييات. في النخاع العظمي, ستقوم كل خلية B نامية بتجميع منطقة متغيرة من الجلوبيولين المناعي عن طريق اختيار ودمج عشوائي واحد V, واحد الجين D وجزء J واحد (أو مقطع V واحد وواحد J في السلسلة الخفيفة).

حيث توجد نسخ متعددة لكل نوع من قطاعات الجينات, ويمكن استخدام تركيبات مختلفة من شرائح الجينات لتوليد كل منطقة متغيرة من الجلوبيولين المناعي, هذه العملية تولد عددًا كبيرًا من الأجسام المضادة, لكل منها مظلات مختلفة, وبالتالي خصوصيات مستضد مختلفة.

إعادة ترتيب عدة جينات فرعية (أي. عائلة V2) ل lambda ضوء سلسلة المناعي يقترن تفعيل microRNA مير -650, مما يؤثر بشكل أكبر على بيولوجيا الخلايا البائية.

تلعب بروتينات RAG دورًا مهمًا مع V(د)إعادة التركيب J في قطع الحمض النووي في منطقة معينة ، دون وجود هذه البروتينات, خامسا(د)لن يحدث إعادة التركيب J.

بعد أن تنتج خلية ب جينة مناعية وظيفية أثناء V(د)إعادة التركيب J, لا يمكن التعبير عن أي منطقة متغيرة أخرى (عملية تعرف باسم الاستبعاد الأليلي) وبالتالي يمكن لكل خلية B إنتاج أجسام مضادة تحتوي على نوع واحد فقط من السلسلة المتغيرة.

فرط جسدي ونضج التقارب

بعد التفعيل مع المستضد, تبدأ الخلايا البائية في التكاثر بسرعة. في هذه الخلايا التي تنقسم بسرعة, تخضع الجينات التي تشفر المجالات المتغيرة للسلاسل الثقيلة والخفيفة لمعدل مرتفع من الطفرات النقطية, من خلال عملية تسمى تضخم جسدي (SHM).

ينتج عن SHM تغيير نيوكليوتيد واحد تقريبًا لكل جين متغير, لكل انقسام الخلية, ستكتسب أي خلايا B ابنة اختلافات طفيفة في الأحماض الأمينية في المجالات المتغيرة لسلاسل الأجسام المضادة الخاصة بها.

يعمل هذا على زيادة تنوع تجمع الجسم المضاد ويؤثر على تقارب ارتباط مولد الضد بالجسم المضاد.

ستؤدي بعض الطفرات النقطية إلى إنتاج أجسام مضادة لها تفاعل أضعف (ألفة منخفضة) مع مستضدها من الجسم المضاد الأصلي, وستولد بعض الطفرات أجسامًا مضادة ذات تفاعل أقوى (انجذاب شديد).

ستتلقى الخلايا البائية التي تعبر عن أجسام مضادة عالية التقارب على سطحها إشارة بقاء قوية أثناء التفاعل مع الخلايا الأخرى, في حين أن تلك ذات الأجسام المضادة منخفضة الألفة لن تفعل ذلك, وسوف يموت من خلال موت الخلايا المبرمج.

وهكذا, الخلايا البائية التي تعبر عن أجسام مضادة ذات تقارب أعلى للمستضد ستفوق تلك التي لديها تقارب أضعف للوظيفة والبقاء مما يسمح بزيادة ألفة الأجسام المضادة بمرور الوقت.

تسمى عملية إنتاج الأجسام المضادة مع زيادة روابط الارتباط نضوج التقارب. يحدث نضج التقارب في خلايا B الناضجة بعد V(د)إعادة التركيب J, ويعتمد على المساعدة من الخلايا التائية المساعدة.

تبديل الفصل

تبديل النمط أو الفصل هو عملية بيولوجية تحدث بعد تنشيط الخلية البائية, مما يسمح للخلية بإنتاج فئات مختلفة من الأجسام المضادة (ايغا, IgE, أو IgG).

الفئات المختلفة من الأجسام المضادة, وبالتالي وظائف المستجيب, يتم تعريفها بواسطة الثابت (C) مناطق سلسلة الغلوبولين المناعي الثقيلة.

في البداية, تعبر الخلايا البائية الساذجة عن IgM و IgD لسطح الخلية فقط مع مناطق ربط مستضد متطابقة. يتم تكييف كل نوع نظائري لوظيفة مميزة; وبالتالي, بعد التفعيل, جسم مضاد مع IgG, ايغا, أو وظيفة المستجيب IgE قد تكون مطلوبة للقضاء بشكل فعال على مولد الضد.

يسمح التبديل الطبقي لخلايا ابنة مختلفة من نفس الخلية B المنشط بإنتاج أجسام مضادة ذات أنماط متماثلة مختلفة.

فقط المنطقة الثابتة من السلسلة الثقيلة للجسم المضاد تتغير أثناء تبديل الفصل; المناطق المتغيرة, وبالتالي خصوصية المستضد, يبقى على حاله.

وبالتالي يمكن أن ينتج سلالة خلية ب واحدة أجسام مضادة, كلها محددة لنفس مستضد, ولكن مع القدرة على إنتاج وظيفة المستجيب المناسبة لكل تحدي مستضد.

يتم تشغيل التبديل الطبقي بواسطة السيتوكينات; يعتمد النمط المتماثل الذي تم إنشاؤه على أي السيتوكينات موجودة في بيئة الخلية B.

يحدث تبديل الفئة في موضع جين السلسلة الثقيلة بآلية تسمى إعادة تركيب مفتاح الفصل (المسؤولية الاجتماعية للشركات). تعتمد هذه الآلية على أشكال النيوكليوتيدات المحفوظة, مسمي مفتاح كهربائي (S) المناطق, وجدت في الحمض النووي المنبع لكل جين منطقة ثابتة (باستثناء السلسلة δ).

يتم كسر خيط الحمض النووي بواسطة نشاط سلسلة من الإنزيمات في منطقتين S محددتين.

يتم إعادة ضم المجال المتغير exon من خلال عملية تسمى الانضمام غير المتماثل للنهاية (NHEJ) إلى المنطقة الثابتة المطلوبة (ج, α أو ε). تؤدي هذه العملية إلى جينة الغلوبولين المناعي الذي يشفر جسمًا مضادًا من نوع متماثل مختلف.

تسميات خصوصية

يمكن استدعاء الجسم المضاد أحادي النوعية إذا كان له خصوصية لنفس المستضد أو الحاتمة,أو ثنائية الخصوصية إذا كان لديهم تقارب بين مستضدين مختلفين أو اثنين من الحواتم المختلفة على نفس المستضد.

يمكن استدعاء مجموعة من الأجسام المضادة متعدد التكافؤ (أو غير محدد) إذا كان لديهم تقارب في العديد من المستضدات أو الكائنات الحية الدقيقة. الغلوبولين المناعي الوريدي, إذا لم يذكر خلاف ذلك, يتكون من مجموعة متنوعة من IgG مختلفة (متعدد الأشكال IgG). في المقابل, الأجسام المضادة وحيدة النسيلة هي أجسام مضادة متطابقة تنتجها خلية بائية واحدة.

الأجسام المضادة غير المتناظرة

الأجسام المضادة غير المتماثلة, والتي هي أيضًا غير متماثلة والأجسام المضادة, تسمح بمرونة أكبر وأشكال جديدة لربط مجموعة متنوعة من الأدوية بأذرع الجسم المضاد.

أحد الأشكال العامة للجسم المضاد غير المتغاير هو “مقابض في الثقوب” شكل. هذا التنسيق خاص بجزء السلسلة الثقيلة من المنطقة الثابتة في الأجسام المضادة.

ال “المقابض” تم تصميم الجزء عن طريق استبدال حمض أميني صغير بآخر أكبر. تناسبها في “الفجوة”, والذي تم تصميمه عن طريق استبدال حمض أميني كبير بآخر أصغر.

ما يربط “المقابض” إلى “ثقوب” هي روابط ثاني كبريتيد بين كل سلسلة. ال “مقابض في الثقوب” شكل يسهل سمية خلوية تعتمد على الجسم المضاد.

شظايا متغيرة سلسلة واحدة (scFv) ترتبط بالمجال المتغير للسلسلة الثقيلة والخفيفة عبر ببتيد رابط قصير. الرابط غني بالجليسين, مما يمنحه المزيد من المرونة, وسيرين / ثريونين, مما يمنحها الخصوصية.

يمكن توصيل جزأين مختلفين من scFv معًا, عبر منطقة مفصلة, إلى المجال الثابت للسلسلة الثقيلة أو المجال الثابت للسلسلة الخفيفة ، وهذا يعطي خصوصية الجسم المضاد, مما يسمح بخصائص الارتباط لمستضدين مختلفين.

ال “مقابض في الثقوب” التنسيق يعزز تكوين heterodimer لكنه لا يمنع تشكيل homodimer.

لزيادة تحسين وظيفة الأجسام المضادة غير المتماثلة, العديد من العلماء يتطلعون نحو التركيبات الاصطناعية.

الأجسام المضادة الاصطناعية هي إلى حد كبير أشكال بروتينية متنوعة تستخدم الاستراتيجية الوظيفية لجزيء الجسم المضاد, ولكنها لا تقتصر على القيود الهيكلية للحلقة والإطار للجسم المضاد الطبيعي.

القدرة على التحكم في التصميم التوافقي للتسلسل والفضاء ثلاثي الأبعاد يمكن أن يتجاوز التصميم الطبيعي ويسمح بربط مجموعات مختلفة من الأدوية بالأذرع.

الأجسام المضادة غير المتجانسة لها نطاق أكبر في الأشكال التي يمكن أن تأخذها ولا يجب أن تكون الأدوية المرتبطة بالأذرع متشابهة على كل ذراع, مما يسمح باستخدام تركيبات مختلفة من الأدوية في علاج السرطان.

الأدوية قادرة على إنتاج ثنائية وظيفية عالية, وحتى متعددة النوعية, الأجسام المضادة. الدرجة التي يمكن أن تعمل بها مثيرة للإعجاب بالنظر إلى أن مثل هذا التغيير في الشكل من الشكل الطبيعي يجب أن يؤدي إلى انخفاض الوظائف.

تطبيقات طبية

تشخيص المرض

الكشف عن أجسام مضادة معينة هو شكل شائع جدًا من التشخيص الطبي, وتطبيقات مثل علم الأمصال تعتمد على هذه الأساليب.

فمثلا, في فحوصات الكيمياء الحيوية لتشخيص المرض,يتم تقدير عيار الأجسام المضادة الموجهة ضد فيروس Epstein-Barr أو مرض Lyme من الدم.

إذا كانت هذه الأجسام المضادة غير موجودة, إما أن الشخص غير مصاب أو حدثت العدوى أ للغاية منذ زمن طويل, وخلايا B التي تولد هذه الأجسام المضادة المحددة قد تدهورت بشكل طبيعي.

التشخيص الطبي للأجسام المضادة

في علم المناعة السريرية, يتم قياس مستويات الفئات الفردية من الغلوبولين المناعي بواسطة قياس الكلية (أو قياس العكر) لتوصيف ملف الجسم المضاد للمريض: الارتفاعات في فئات مختلفة من الغلوبولين المناعي مفيدة أحيانًا في تحديد سبب تلف الكبد لدى المرضى الذين لا يكون تشخيصهم واضحًا.[1] فمثلا, يشير ارتفاع الغلوبولين المناعي A إلى تليف الكبد الكحولي, يشير IgM المرتفع إلى التهاب الكبد الفيروسي والتليف الصفراوي الأولي, بينما يرتفع IgG في التهاب الكبد الفيروسي, التهاب الكبد المناعي الذاتي وتليف الكبد.

غالبًا ما يمكن تتبع اضطرابات المناعة الذاتية إلى الأجسام المضادة التي تربط حواتم الجسم; يمكن الكشف عن الكثير من خلال اختبارات الدم. يتم الكشف عن الأجسام المضادة الموجهة ضد مستضدات سطح خلايا الدم الحمراء في فقر الدم الانحلالي المناعي عن طريق اختبار كومبس ، كما يستخدم اختبار كومبس لفحص الأجسام المضادة في تحضير نقل الدم وأيضًا لفحص الأجسام المضادة في النساء قبل الولادة..

عمليا, يتم استخدام العديد من طرق التشخيص المناعي القائمة على الكشف عن الأجسام المضادة للمستضد المعقدة لتشخيص الأمراض المعدية, على سبيل المثال ELISA, المناعي, Westernblot, انتشار المناعة, الرحلان المناعي, والمناعة المناعية المغناطيسية.

يتم استخدام الأجسام المضادة المرفوعة ضد موجهة الغدد التناسلية المشيمائية البشرية في اختبارات الحمل بدون وصفة طبية.

تتيح كيمياء الديوكسبورولين الجديدة استخدام الفلوريد المشع (18F) وسم الأجسام المضادة, مما يسمح بالتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (حيوان اليف) تصوير السرطان.

علاج الأمراض

يتم استخدام العلاج المستهدف وحيدة النسيلة لعلاج أمراض مثل التهاب المفاصل الروماتويدي,التصلب المتعدد,صدفية,والعديد من أشكال السرطان بما في ذلك سرطان الغدد الليمفاوية اللاهودجكين,سرطان قولوني مستقيمي, سرطان الرأس والعنق وسرطان الثدي.

بعض القصور المناعي, مثل agammaglobulinemia المرتبط بالكروموسوم X و hypogammaglobulinemia, يؤدي إلى نقص جزئي أو كامل في الأجسام المضادة ، وغالبًا ما يتم علاج هذه الأمراض عن طريق إحداث شكل قصير المدى من المناعة يسمى المناعة السلبية. يتم تحقيق المناعة السلبية من خلال نقل الأجسام المضادة الجاهزة في شكل مصل بشري أو حيواني, الغلوبولين المناعي المجمع أو الأجسام المضادة وحيدة النسيلة, في الفرد المصاب.

علاج ما قبل الولادة

عامل Rh, يُعرف أيضًا باسم مستضد Rh D, هو مستضد موجود في خلايا الدم الحمراء; الأفراد الذين هم إيجابيون Rh (Rh +) لديهم هذا المستضد على خلايا الدم الحمراء والأفراد الذين هم سلبيين Rh (Rh-) لا.

أثناء الولادة الطبيعية, صدمة الولادة أو مضاعفات أثناء الحمل, يمكن أن يدخل الدم من الجنين إلى نظام الأم.

في حالة الأم والطفل غير المتوافقة مع Rh, قد يؤدي خلط الدم الناتج إلى تحسس Rh- الأم لمستضد Rh على خلايا دم الطفل + Rh, وضع ما تبقى من الحمل, وأي حالات حمل لاحقة, معرضة لخطر الإصابة بمرض انحلال الأطفال حديثي الولادة.

رو(د) تُعد الأجسام المضادة للجلوبيولين المناعي خاصة بمستضد RhD البشري. تُعطى الأجسام المضادة المضادة لـ RhD كجزء من نظام علاج ما قبل الولادة لمنع التحسس الذي قد يحدث عندما يكون لدى الأم ذات العامل الريصي جنين إيجابي عامل ريسوس.

علاج الأم بالأجسام المضادة لـ Rhd قبل وبعد الصدمة مباشرة والولادة يدمر مستضد Rh في نظام الأم من الجنين.

من المهم ملاحظة أن هذا يحدث قبل أن يتمكن المستضد من تحفيز خلايا B الأم على “تذكر” مستضد Rh عن طريق توليد خلايا الذاكرة B.

وبالتالي, لن يصنع نظام المناعة الخلطي أجسام مضادة لـ Rh, ولن تهاجم مستضدات Rh للأطفال الحاليين أو اللاحقين.

رو(د) يمنع علاج الجلوبيولين المناعي التحسس الذي يمكن أن يؤدي إلى مرض Rh, ولكن لا يمنع أو يعالج المرض الأساسي نفسه.

ائتمان:

HTTPS://en.wikipedia.org/wiki/Antibody#Forms

0
افرايم Iyodo 2 سنوات 0 الاجابات 6639 مشاهدات 0

‫اضف اجابة

ببراعة آمنة & المتمحور حول الطالب منصة التعلم 2021