Gli anticorpi sono la spina dorsale del sistema immunitario nel corpo umano,in questo articolo daremo uno sguardo approfondito alla definizione di anticorpi,i loro isotopi,applicazione medica di anticorpi e molto altro.

Un anticorpo (da), noto anche come un immunoglobuline (Ig),è un grande, Proteina a forma di Y prodotta principalmente da plasmacellule che viene utilizzata dal sistema immunitario per neutralizzare agenti patogeni come batteri patogeni e virus.

L'anticorpo riconosce una molecola unica dell'agente patogeno, chiamato un antigene, tramite il frammento di legame dell'antigene (Fab) regione variabile come SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19. Combattono le infezioni bloccando parti del virus necessarie per infettare una cellula o contrassegnandole per la distruzione da parte del sistema immunitario.

Gli anticorpi sono prodotti da cellule immunitarie note come cellule B.. L'incredibile gamma di anticorpi che possiamo produrre deriva dall'incredibile gamma di cellule B che abbiamo. Quando siamo infettati da un virus, un piccolo insieme di cellule B riconosce il virus e, per un paio di settimane, con l'aiuto di altre cellule immunitarie conosciute come cellule T., imparano a produrre anticorpi sempre più forti contro il virus. Queste cellule B maturano e si moltiplicano in fabbriche per la produzione di anticorpi note come plasmacellule.

Ogni punta del “e” di un anticorpo contiene un paratope (analogo a una serratura) questo è specifico per un particolare epitopo (analogo a una chiave) su un antigene, permettendo a queste due strutture di legarsi insieme con precisione.

Anticorpi a forma di Y.

Utilizzando questo meccanismo di associazione, un anticorpo può etichetta un microbo o una cellula infetta per l'attacco da parte di altre parti del sistema immunitario, o può neutralizzare direttamente il suo obiettivo (per esempio, inibendo una parte di un microbo che è essenziale per la sua invasione e sopravvivenza).

A seconda dell'antigene, il legame può impedire il processo biologico che causa la malattia o può attivare i macrofagi per distruggere la sostanza estranea.

La capacità di un anticorpo di comunicare con gli altri componenti del sistema immunitario è mediata dalla sua regione Fc (situato alla base del “e”), che contiene un sito di glicosilazione conservato coinvolto in queste interazioni. La produzione di anticorpi è la funzione principale del sistema immunitario umorale.

Gli anticorpi sono glicoproteine ​​appartenenti alla superfamiglia delle immunoglobuline e costituiscono la maggior parte della frazione gamma globulina delle proteine ​​del sangue. Sono in genere costituiti da unità strutturali di base, ciascuna con due grandi catene pesanti e due piccole catene leggere.

Esistono diversi tipi di catene pesanti di anticorpi che definiscono i cinque diversi tipi di frammenti cristallizzabili (fc) che può essere attaccato ai frammenti leganti l'antigene.

I cinque diversi tipi di regioni Fc consentono di raggruppare gli anticorpi in cinque isotipi. Ogni regione Fc di un particolare isotipo di anticorpo è in grado di legarsi al suo specifico recettore Fc (FCR), fatta eccezione per le IgD, che è essenzialmente il BCR, permettendo così al complesso antigene-anticorpo di mediare ruoli diversi a seconda di quale FcR si lega.

La capacità di un anticorpo di legarsi al suo corrispondente FcR è ulteriormente modulata dalla struttura del glicano(S) presente in siti conservati all'interno della sua regione di Fc.

La capacità degli anticorpi di legarsi agli FcR aiuta a dirigere la risposta immunitaria appropriata per ogni diverso tipo di oggetto estraneo che incontrano., Le IgE sono responsabili di una risposta allergica consistente in degranulazione dei mastociti e rilascio di istamina.

Il paratope Fab delle IgE si lega all'antigene allergico, per esempio particelle di acari della polvere domestica, mentre la sua regione Fc si lega al recettore Fc ε. L'interazione allergene-IgE-FcRε media la trasduzione del segnale allergico per indurre condizioni come l'asma.

Sebbene la struttura generale di tutti gli anticorpi sia molto simile, una piccola regione sulla punta della proteina è estremamente variabile, permettendo milioni di anticorpi con strutture della punta leggermente diverse, o siti leganti l'antigene, esistere. Questa regione è conosciuta come regione ipervariabile.

Ognuna di queste varianti può legarsi a un diverso antigene. Questa enorme diversità di paratope anticorpali sui frammenti leganti l'antigene consente al sistema immunitario di riconoscere una altrettanto ampia varietà di antigeni.

La vasta e diversificata popolazione di paratope di anticorpi è generata da eventi casuali di ricombinazione di un insieme di segmenti genici che codificano diversi siti di legame dell'antigene (o paratopes), seguita da mutazioni casuali in quest'area del gene dell'anticorpo, che creano ulteriore diversità.

Questo processo ricombinazionale che produce diversità di paratope di anticorpi clonali è chiamato V(D)Ricombinazione J o VJ. Il paratope anticorpale è poligenico, composto da tre geni, V, D, e J. Ogni locus paratope è anche polimorfico, tale che durante la produzione di anticorpi, un allele di V, uno di D, e uno di J viene scelto.

Questi segmenti genici vengono quindi uniti insieme usando la ricombinazione genetica casuale per produrre il paratope. Le regioni in cui i geni vengono ricombinati casualmente insieme è la regione ipervariabile utilizzata per riconoscere diversi antigeni su base clonale.

I geni anticorpali si riorganizzano anche in un processo chiamato commutazione di classe che cambia un tipo di frammento Fc a catena pesante in un altro, creando un diverso isotipo dell'anticorpo che trattiene la regione variabile specifica dell'antigene. Ciò consente a un singolo anticorpo di essere utilizzato da diversi tipi di recettori Fc, espresso su diverse parti del sistema immunitario.

Isotopi Di Anticorpi

La forma legata alla membrana di un anticorpo può essere chiamata a immunoglobulina di superficie (SIG) o a immunoglobulina di membrana (mig).

Fa parte del Recettore delle cellule B. (BCR), che consente a una cellula B di rilevare quando un antigene specifico è presente nel corpo e innesca l'attivazione della cellula B.

.Il BCR è composto da anticorpi IgD o IgM legati alla superficie e eterodimeri Ig-α e Ig-β associati, che sono capaci di trasduzione del segnale. Avrà una tipica cellula B umana 50,000 a 100,000 anticorpi legati alla sua superficie.

Al legame dell'antigene, si raggruppano in grandi patch, che può superare 1 micrometro di diametro, su zattere lipidiche che isolano i BCR dalla maggior parte dei recettori di segnalazione cellulare.

Questi cerotti possono migliorare l'efficienza della risposta immunitaria cellulare, la superficie cellulare è spoglia attorno ai recettori delle cellule B per diverse centinaia di nanometri,che isola ulteriormente i BCR dalle influenze concorrenti.

Gli anticorpi o le immunoglobuline sono disponibili in varie forme. Sulla base delle differenze nelle sequenze di aminoacidi nella regione costante delle catene pesanti, vengono ulteriormente classificate in cinque classi. Questi sono:

• IgG – contenente catena pesante gamma
• IgM - contenente mu catena pesante
• IgA – contenente alfa catena pesante
• IgD - contenente catena pesante delta
• IgE - contenente catena pesante epsilon

Ognuno di essi ha un nome “Ig” prefisso che sta per immunoglobulina (un nome talvolta usato in modo intercambiabile con l'anticorpo) e differiscono nelle loro proprietà biologiche, posizioni funzionali e capacità di trattare diversi antigeni, come rappresentato nella tabella.

I diversi suffissi degli isotipi dell'anticorpo indicano i diversi tipi di catene pesanti contenute nell'anticorpo, con ogni classe di catena pesante denominata in ordine alfabetico: un (alfa), c (gamma), d (delta), e (epsilon), e μ (mu). Ciò provoca IgA, IgG, IG D, IgE, e IgM, rispettivamente.

Struttura

Gli anticorpi sono pesanti (~ 150 kDa) proteine ​​plasmatiche globulari. La dimensione di una molecola di anticorpo è circa 10 nm. Hanno catene di zucchero (glicani) aggiunto ai residui di amminoacidi conservati.

In altre parole, gli anticorpi lo sono glicoproteine.I glicani attaccati sono di fondamentale importanza per la struttura e la funzione dell'anticorpo. Tra le altre cose i glicani espressi possono modulare l'affinità di un anticorpo per il suo FcR corrispondente(S).

struttura di un anticorpo

L'unità funzionale di base di ciascun anticorpo è un'immunoglobulina (Ig) monomero (contenente una sola unità Ig); gli anticorpi secreti possono anche essere dimeri con due unità Ig come con IgA, tetramerica con quattro unità Ig come IgM di pesce teleosteo, o pentamericano con cinque unità Ig, come le IgM dei mammiferi.

Le parti variabili di un anticorpo sono le sue V regioni, e la parte costante è la sua regione C..

Domini immunoglobulinici

Il monomero Ig è a “e”-molecola sagomata costituita da quattro catene polipeptidiche; due identici catene pesanti e due identici catene leggere collegati da legami disolfuro.

Ogni catena è composta da domini strutturali chiamati domini di immunoglobuline. Questi domini contengono circa 70-110 aminoacidi e sono classificati in diverse categorie (per esempio, variabile o IgV, e costante o IgC) in base alle dimensioni e alla funzione.

Hanno una caratteristica piega immunoglobulinica in cui due fogli beta creano un “Sandwich” forma, tenuti insieme da interazioni tra cisteine ​​conservate e altri amminoacidi carichi.

Catena pesante

Esistono cinque tipi di catene pesanti Ig di mammifero indicate dalle lettere greche: un, d, e, c, e μ. Il tipo di catena pesante presente definisce il classe di anticorpi; queste catene si trovano in IgA, IG D, IgE, IgG, e anticorpi IgM, rispettivamente.

Le catene pesanti distinte differiscono per dimensioni e composizione; α e γ contengono circa 450 aminoacidi, mentre μ e ε hanno approssimativamente 550 aminoacidi.

Ogni catena pesante ha due regioni, il regione costante e il regione variabile. La regione costante è identica in tutti gli anticorpi dello stesso isotipo, ma differisce negli anticorpi di diversi isotipi.

Catene pesanti γ, α e δ hanno una regione costante composta da tre tandem (in fila) domini Ig, e una regione di cerniera per una maggiore flessibilità;le catene pesanti μ e ε hanno una regione costante composta da quattro domini delle immunoglobuline.

La regione variabile della catena pesante differisce negli anticorpi prodotti da diverse cellule B., ma è lo stesso per tutti gli anticorpi prodotti da una singola cellula B o clone di cellule B.. La regione variabile di ciascuna catena pesante è approssimativamente 110 aminoacidi lunghi ed è composto da un singolo dominio Ig.

Catena leggera

Nei mammiferi ci sono due tipi di catena leggera delle immunoglobuline, che si chiamano lambda (l) e kappa (Mr.).Una catena leggera ha due domini successivi: un dominio costante e un dominio variabile.

La lunghezza approssimativa di una catena leggera è 211 a 217 aminoacidi.Ogni anticorpo contiene due catene leggere che sono sempre identiche; solo un tipo di catena leggera, κ o λ, è presente per anticorpo nei mammiferi. Altri tipi di catene leggere, come la iota (j) catena, si trovano in altri vertebrati come gli squali (Chondrichthyes) e pesci ossei (Teleostei).

CDR, Fv, Regioni Fab e Fc

Parti diverse di un anticorpo hanno funzioni diverse. In particolare, il “braccia” (che sono generalmente identici) contenere siti che possono legarsi a molecole specifiche, consentire il riconoscimento di antigeni specifici.

Questa regione dell'anticorpo è chiamata Fab (frammento, legante l'antigene) regione. È composto da un dominio costante e uno variabile da ciascuna catena pesante e leggera dell'anticorpo.

Il paratope all'estremità amminica del monomero anticorpale è modellato dai domini variabili delle catene pesanti e leggere. Il dominio variabile è anche indicato come F_V regione ed è la regione più importante per il legame agli antigeni.

Essere specifici, anelli variabili di filamenti β, tre ciascuno sulla luce (V_L) e pesante (V_H) le catene sono responsabili del legame con l'antigene.

Questi circuiti vengono definiti regioni determinanti la complementarità (CDR). Le strutture di questi CDR sono state raggruppate e classificate da Chothia et al e più recentemente da North et al e Nikoloudis et al.

Nel quadro della teoria della rete immunitaria, I CDR sono anche chiamati idiotipi. Secondo la teoria della rete immunitaria, il sistema immunitario adattativo è regolato dalle interazioni tra idiotipi.

La base della Y svolge un ruolo nel modulare l'attività delle cellule immunitarie. Questa regione è chiamata fc (Frammento, cristallizzabile) regione, ed è composto da due catene pesanti che contribuiscono a due o tre domini costanti a seconda della classe dell'anticorpo.

così, la regione Fc assicura che ciascun anticorpo generi una risposta immunitaria adeguata per un dato antigene, legandosi a una specifica classe di recettori Fc, e altre molecole immunitarie, come le proteine ​​del complemento.

Facendo questo, media diversi effetti fisiologici, incluso il riconoscimento di particelle opsonizzate (vincolante per FcγR), lisi delle cellule (vincolante per integrare), e degranulazione dei mastociti, basofili, ed eosinofili (vincolante per FcεR).

In sintesi, la regione Fab dell'anticorpo determina la specificità dell'antigene mentre la regione Fc dell'anticorpo determina l'effetto di classe dell'anticorpo.

Poiché solo i domini costanti delle catene pesanti formano la regione Fc di un anticorpo, le classi di catena pesante negli anticorpi determinano i loro effetti di classe. Le possibili classi di catene pesanti negli anticorpi includono l'alfa, gamma, delta, epsilon, e mu, e definiscono gli isotipi dell'anticorpo IgA, sol, D, E, e M, rispettivamente.

Ciò implica che diversi isotipi di anticorpi hanno effetti di classe diversi a causa delle loro diverse regioni Fc che si legano e attivano diversi tipi di recettori.

I possibili effetti di classe degli anticorpi includono: opsonisation, agglutinazione, emolisi, attivazione del complemento, degranulazione dei mastociti, e neutralizzazione (sebbene questo effetto di classe possa essere mediato dalla regione Fab piuttosto che dalla regione Fc).

Implica anche che gli effetti mediati da Fab siano diretti a microbi o tossine, mentre gli effetti mediati da Fc sono diretti alle cellule effettrici o alle molecole effettrici.

funzioni

Le principali categorie di azione anticorpale includono quanto segue:

• neutralizzazione, in cui gli anticorpi neutralizzanti bloccano parti della superficie di una cellula batterica o virione per renderne inefficace l'attacco
• agglutinazione, in cui anticorpi “incollare insieme” cellule estranee in ciuffi che sono bersagli attraenti per la fagocitosi
• Precipitazione, in cui anticorpi “incollare insieme” antigeni solubili nel siero, costringendoli a precipitare fuori soluzione in ciuffi che sono bersagli attraenti per la fagocitosi
• Attivazione del complemento (fissazione), in cui gli anticorpi che sono agganciati a una cellula estranea incoraggiano il complemento ad attaccarlo con un complesso di attacco di membrana, che porta a quanto segue:
• Lisi della cellula estranea
• Incoraggiamento dell'infiammazione attirando le cellule infiammatorie chemiotatticamente

Le cellule B attivate si differenziano in cellule produttrici di anticorpi chiamate plasmacellule che secernono anticorpi solubili o cellule della memoria che sopravvivono nel corpo per anni dopo, al fine di consentire al sistema immunitario di ricordare un antigene e rispondere più rapidamente alle esposizioni future.

Agli stadi prenatali e neonatali della vita, la presenza di anticorpi è fornita dall'immunizzazione passiva dalla madre. La produzione precoce di anticorpi endogeni varia a seconda del tipo di anticorpo, e di solito compaiono nei primi anni di vita.

Poiché gli anticorpi esistono liberamente nel flusso sanguigno, si dice che facciano parte del sistema immunitario umorale. Gli anticorpi circolanti sono prodotti da cellule B clonali che rispondono specificamente a un solo antigene (un esempio è un frammento di proteina capside del virus).

Gli anticorpi contribuiscono all'immunità in tre modi: Impediscono ai patogeni di entrare o danneggiare le cellule legandosi a loro; stimolano la rimozione dei patogeni da parte dei macrofagi e di altre cellule rivestendo il patogeno; e innescano la distruzione di agenti patogeni stimolando altre risposte immunitarie come il percorso del complemento.

Gli anticorpi attiveranno anche la degranulazione amminica vasoattiva per contribuire all'immunità contro alcuni tipi di antigeni (elminti, allergeni).

Attivazione del complemento

Anticorpi che si legano agli antigeni di superficie (per esempio, sui batteri) attirerà il primo componente della cascata del complemento con la sua regione Fc e avvierà l'attivazione di “classico” sistema di complemento.

Ciò provoca l'uccisione di batteri in due modi, il legame dell'anticorpo e delle molecole del complemento segna il microbo per l'ingestione da parte dei fagociti in un processo chiamato opsonizzazione; questi fagociti sono attratti da alcune molecole di complemento generate nella cascata del complemento.

Secondo, alcuni componenti del sistema del complemento formano un complesso di attacco della membrana per aiutare gli anticorpi a uccidere direttamente il batterio (bacteriolysis).

Attivazione delle cellule effettrici

Per combattere i patogeni che replicano le cellule esterne, gli anticorpi si legano ai patogeni per collegarli insieme, facendoli agglutinare.

Poiché un anticorpo ha almeno due paratope, può legare più di un antigene legando epitopi identici trasportati sulle superfici di questi antigeni.

Rivestendo l'agente patogeno, gli anticorpi stimolano le funzioni effettrici contro il patogeno nelle cellule che riconoscono la loro regione Fc.

Quelle cellule che riconoscono i patogeni rivestiti hanno recettori Fc, quale, Come suggerisce il nome, interagire con la regione Fc di IgA, IgG, e anticorpi IgE.

L'impegno di un particolare anticorpo con il recettore Fc su una determinata cellula attiva una funzione effettrice di quella cellula; i fagociti saranno fagocitosi, mastociti e neutrofili degranuleranno, le cellule natural killer rilasceranno citochine e molecole citotossiche; ciò alla fine porterà alla distruzione del microbo invasore.

L'attivazione di cellule killer naturali da parte di anticorpi avvia un meccanismo citotossico noto come citotossicità cellula mediata da anticorpi (ADCC) - questo processo può spiegare l'efficacia degli anticorpi monoclonali utilizzati nelle terapie biologiche contro il cancro.

I recettori Fc sono specifici dell'isotipo, che dà maggiore flessibilità al sistema immunitario, invocando solo i meccanismi immunitari appropriati per agenti patogeni distinti.

Anticorpi naturali

Anche gli umani e i primati superiori producono “anticorpi naturali” che sono presenti nel siero prima dell'infezione virale. Gli anticorpi naturali sono stati definiti come anticorpi prodotti senza alcuna infezione precedente, vaccinazione, altra esposizione all'antigene estraneo o immunizzazione passiva.

Questi anticorpi possono attivare il classico percorso del complemento che porta alla lisi delle particelle di virus avvolte molto prima che la risposta immunitaria adattativa sia attivata.

Molti anticorpi naturali sono diretti contro il disaccaride galattosio α(1,3)-galattosio (a-Gal), che si trova come zucchero terminale sulle proteine ​​della superficie cellulare glicosilata, e generato in risposta alla produzione di questo zucchero dai batteri contenuti nell'intestino umano.

Si pensa che sia il rifiuto di organi xenotrapiantati, in parte, il risultato di anticorpi naturali che circolano nel siero del ricevente legandosi agli antigeni α-Gal espressi sul tessuto donatore

Diversità immunoglobulinica

Praticamente tutti i microbi possono innescare una risposta anticorpale. Il riconoscimento e l'eradicazione efficaci di molti diversi tipi di microbi richiedono la diversità tra gli anticorpi; la loro composizione aminoacidica varia permettendo loro di interagire con molti antigeni diversi.

È stato stimato che gli esseri umani generano circa 10 miliardi di anticorpi diversi, ciascuno in grado di legare un epitopo distinto di un antigene.

Sebbene in un singolo individuo venga generato un enorme repertorio di anticorpi diversi, il numero di geni disponibili per produrre queste proteine ​​è limitato dalle dimensioni del genoma umano.

Si sono evoluti numerosi meccanismi genetici complessi che consentono alle cellule B dei vertebrati di generare un pool diversificato di anticorpi da un numero relativamente piccolo di geni anticorpali.

Variabilità del dominio

La regione cromosomica che codifica un anticorpo è grande e contiene diversi loci genici distinti per ciascun dominio dell'anticorpo: la regione cromosomica contenente geni a catena pesante (IGH @) si trova sul cromosoma 14, e i loci contenenti i geni della catena leggera lambda e kappa (IGL @ e IGK @) si trovano sui cromosomi 22 e 2 negli umani.

Uno di questi domini è chiamato dominio variabile, che è presente in ogni catena pesante e leggera di ogni anticorpo, ma può differire in diversi anticorpi generati da cellule B distinte.

differenze, tra i domini variabili, si trovano su tre anelli noti come regioni ipervariabili (HV-1, HV-2 e HV-3) o regioni che determinano la complementarità (CDR1, CDR2 e CDR3). I CDR sono supportati nei domini variabili da regioni di framework conservate.

Il locus della catena pesante contiene circa 65 diversi geni di dominio variabile che differiscono tutti nei loro CDR. La combinazione di questi geni con una serie di geni per altri domini dell'anticorpo genera una grande cavalleria di anticorpi con un alto grado di variabilità.

Questa combinazione si chiama V(D)Ricombinazione J discussa di seguito.

V(D)Ricombinazione J.

Ricombinazione somatica di immunoglobuline, conosciuto anche come V(D)Ricombinazione J., comporta la generazione di un'unica regione variabile di immunoglobuline.

La regione variabile di ciascuna catena pesante o leggera di immunoglobulina è codificata in diversi pezzi, noti come segmenti genetici (subgenes). Questi segmenti sono chiamati variabili (V), diversità (D) e unirsi (J) segmenti.

V, I segmenti D e J si trovano nelle catene pesanti Ig, ma solo i segmenti V e J si trovano nelle catene leggere Ig. Copie multiple della V, Esistono segmenti genetici D e J., e sono disposti in tandem nei genomi dei mammiferi. Nel midollo osseo, ogni cellula B in via di sviluppo monterà una regione variabile di immunoglobuline selezionando e combinando casualmente una V, un segmento di gene D e uno di J. (o un segmento V e un segmento J nella catena leggera).

Poiché esistono più copie di ciascun tipo di segmento genico, e diverse combinazioni di segmenti genici possono essere utilizzate per generare ciascuna regione variabile di immunoglobuline, questo processo genera un numero enorme di anticorpi, ognuno con diverse paratope, e quindi diverse specificità dell'antigene.

La riorganizzazione di diversi sottogeneri (vale a dire. Famiglia V2) l'immunoglobulina a catena leggera lambda è accoppiata con l'attivazione di microRNA miR-650, che influenza ulteriormente la biologia delle cellule B..

Le proteine ​​RAG svolgono un ruolo importante con V(D)Ricombinazione J nel taglio del DNA in una particolare regione. Senza la presenza di queste proteine, V(D)Non si verificherebbe la ricombinazione.

Dopo che una cellula B produce un gene immunoglobulinico funzionale durante la V(D)Ricombinazione J., non può esprimere altre regioni variabili (un processo noto come esclusione allelica) quindi ogni cellula B può produrre anticorpi contenenti un solo tipo di catena variabile.

Ipermutazione somatica e maturazione dell'affinità

Dopo l'attivazione con l'antigene, Le cellule B iniziano a proliferare rapidamente. In queste cellule in rapida divisione, i geni che codificano i domini variabili delle catene pesanti e leggere subiscono un alto tasso di mutazione puntuale, da un processo chiamato ipermutazione somatica (SHM).

SHM provoca circa un cambiamento nucleotidico per gene variabile, per divisione cellulare. Di conseguenza, qualsiasi cellula B figlia acquisirà lievi differenze di aminoacidi nei domini variabili delle loro catene di anticorpi.

Questo serve ad aumentare la diversità del pool di anticorpi e influisce sull'affinità di legame dell'antigene dell'anticorpo.

Alcune mutazioni puntuali comporteranno la produzione di anticorpi che hanno un'interazione più debole (bassa affinità) con il loro antigene rispetto all'anticorpo originale, e alcune mutazioni genereranno anticorpi con un'interazione più forte (alta affinità).

Le cellule B che esprimono anticorpi ad alta affinità sulla loro superficie riceveranno un forte segnale di sopravvivenza durante le interazioni con altre cellule, mentre quelli con anticorpi a bassa affinità no, e morirà per apoptosi.

così, Le cellule B che esprimono anticorpi con un'affinità più elevata per l'antigene supereranno quelle con affinità più deboli per funzione e sopravvivenza, consentendo all'affinità media di anticorpi di aumentare nel tempo.

Viene chiamato il processo di generazione di anticorpi con affinità di legame aumentate maturazione dell'affinità. La maturazione dell'affinità si verifica nelle cellule B mature dopo V(D)Ricombinazione J., e dipende dall'aiuto delle cellule T helper.

Cambio di classe

L'isotipo o il cambio di classe è un processo biologico che si verifica dopo l'attivazione della cellula B., che consente alla cellula di produrre diverse classi di anticorpi (IgA, IgE, o IgG).

Le diverse classi di anticorpi, e quindi funzioni effettrici, sono definiti dalla costante (C) regioni della catena pesante delle immunoglobuline.

inizialmente, le cellule B naive esprimono solo IgM e IgD di superficie cellulare con identiche regioni di legame dell'antigene. Ogni isotipo è adattato per una funzione distinta; perciò, dopo l'attivazione, un anticorpo con una IgG, IgA, o la funzione effettrice di IgE potrebbe essere richiesta per eliminare efficacemente un antigene.

La commutazione di classe consente a cellule figlie diverse dalla stessa cellula B attivata di produrre anticorpi di isotipi diversi.

Solo la regione costante della catena pesante dell'anticorpo cambia durante il cambio di classe; le regioni variabili, e quindi specificità dell'antigene, rimane invariato.

Quindi la discendenza di una singola cellula B può produrre anticorpi, tutti specifici per lo stesso antigene, ma con la capacità di produrre la funzione effettrice appropriata per ogni sfida antigenica.

Il cambio di classe è attivato dalle citochine; l'isotipo generato dipende da quali citochine sono presenti nell'ambiente delle cellule B..

La commutazione di classe avviene nel locus genico della catena pesante mediante un meccanismo chiamato ricombinazione di commutazione di classe (CSR). Questo meccanismo si basa su motivi nucleotidici conservati, chiamato interruttore (S) regioni, trovato nel DNA a monte di ciascun gene della regione costante (eccetto che nella catena δ).

Il filamento di DNA è rotto dall'attività di una serie di enzimi in due regioni S selezionate.

L'esone di dominio variabile viene riunito attraverso un processo chiamato unire end non omologa (NHEJ) nella regione costante desiderata (c, α o ε). Questo processo provoca un gene immunoglobulinico che codifica un anticorpo di un diverso isotipo.

Designazioni di specificità

Un anticorpo può essere chiamato monospecifica se ha specificità per lo stesso antigene o epitopo,o bispecifico se hanno affinità per due diversi antigeni o due diversi epitopi sullo stesso antigene.

Un gruppo di anticorpi può essere chiamato polivalente (o aspecifica) se hanno affinità per vari antigeni o microrganismi. Immunoglobulina endovenosa, se non diversamente indicato, è costituito da una varietà di IgG diverse (IgG policlonale). In contrasto, gli anticorpi monoclonali sono anticorpi identici prodotti da una singola cellula B..

Anticorpi asimmetrici

Anticorpi eterodimeri, che sono anche asimmetrici e anticorpi, consentire una maggiore flessibilità e nuovi formati per l'attacco di una varietà di farmaci ai bracci dell'anticorpo.

Uno dei formati generali per un anticorpo eterodimero è il “manopole-in-fori” formato. Questo formato è specifico per la parte della catena pesante della regione costante negli anticorpi.

Il “manopole” la parte è progettata sostituendo un piccolo aminoacido con uno più grande. Si adatta al “buco”, che è stato progettato sostituendo un grande aminoacido con uno più piccolo.

Cosa collega il “manopole” al “fori” sono i legami disolfuro tra ciascuna catena. Il “manopole-in-fori” la forma facilita la citotossicità mediata da cellule dipendenti dall'anticorpo.

Frammenti variabili a catena singola (scFv) sono collegati al dominio variabile della catena pesante e leggera tramite un peptide di collegamento corto. Il linker è ricco di glicina, che gli dà più flessibilità, e serina / treonina, che gli dà specificità.

Due diversi frammenti di scFv possono essere collegati insieme, attraverso una regione di cerniera, al dominio costante della catena pesante o al dominio costante della catena leggera. Ciò conferisce bispecificità all'anticorpo, tenendo conto delle specificità di legame di due diversi antigeni.

Il “manopole-in-fori” il formato migliora la formazione di eterodimeri ma non sopprime la formazione di omodimeri.

Migliorare ulteriormente la funzione degli anticorpi eterodimeri, molti scienziati stanno guardando verso costrutti artificiali.

Gli anticorpi artificiali sono in gran parte diversi motivi proteici che usano la strategia funzionale della molecola dell'anticorpo, ma non sono limitati dai vincoli strutturali dell'anello e della struttura dell'anticorpo naturale.

Essere in grado di controllare il design combinatorio della sequenza e dello spazio tridimensionale potrebbe trascendere il design naturale e consentire l'attaccamento di diverse combinazioni di farmaci alle braccia.

Gli anticorpi eterodimeri hanno una gamma maggiore di forme che possono assumere e i farmaci che sono attaccati alle braccia non devono essere gli stessi su ciascun braccio, consentendo l'utilizzo di diverse combinazioni di farmaci nel trattamento del cancro.

I prodotti farmaceutici sono in grado di produrre bispecifici altamente funzionali, e persino multispecifico, anticorpi. Il grado in cui possono funzionare è impressionante dato che un tale cambiamento di forma dalla forma naturale dovrebbe portare a una riduzione della funzionalità.

Applicazioni mediche

Diagnosi della malattia

Il rilevamento di particolari anticorpi è una forma molto comune di diagnostica medica, e applicazioni come la sierologia dipendono da questi metodi.

Per esempio, nei test biochimici per la diagnosi della malattia,un titolo di anticorpi diretti contro il virus di Epstein-Barr o la malattia di Lyme è stimato dal sangue.

Se quegli anticorpi non sono presenti, o la persona non è infetta o l'infezione si è verificata a molto molto tempo fa, e le cellule B che generano questi anticorpi specifici si sono naturalmente decomposte.

diagnosi medica di anticorpi

In immunologia clinica, i livelli delle singole classi di immunoglobuline sono misurati mediante nefelometria (o turbidimetria) per caratterizzare il profilo anticorpale del paziente.Elevazioni in diverse classi di immunoglobuline sono talvolta utili nel determinare la causa del danno epatico in pazienti per i quali la diagnosi non è chiara.^[1] Per esempio, IgA elevata indica cirrosi alcolica, IgM elevata indica epatite virale e cirrosi biliare primaria, mentre le IgG sono elevate nell'epatite virale, epatite autoimmune e cirrosi.

I disturbi autoimmuni possono spesso essere ricondotti a anticorpi che legano gli epitopi del corpo; molti possono essere rilevati attraverso esami del sangue. Gli anticorpi diretti contro gli antigeni della superficie dei globuli rossi nell'anemia emolitica immuno mediata vengono rilevati con il test di Coombs. Il test di Coombs viene anche utilizzato per lo screening degli anticorpi nella preparazione delle trasfusioni di sangue e anche per lo screening degli anticorpi nelle donne prenatali.

In pratica, diversi metodi immunodiagnostici basati sul rilevamento di antigene-anticorpo complesso sono utilizzati per diagnosticare malattie infettive, per esempio ELISA, immunofluorescenza, Westernblot, immunodiffusione, immunoelectrophoresis, e immunodosaggio magnetico.

Gli anticorpi allevati contro la gonadotropina corionica umana vengono utilizzati nei test di gravidanza da banco.

La nuova chimica di diossaborolano consente il fluoruro radioattivo (¹⁸F) etichettatura degli anticorpi, che consente la tomografia ad emissione di positroni (ANIMALE DOMESTICO) imaging del cancro.

Terapia della malattia

La terapia con anticorpi monoclonali mirati viene utilizzata per trattare malattie come l'artrite reumatoide,sclerosi multipla,psoriasi,e molte forme di cancro incluso il linfoma non Hodgkin,cancro del colon-retto, cancro alla testa e al collo e cancro al seno.

Alcune deficienze immunitarie, come l'agammaglobulinemia legata all'X e l'ipogammaglobulinemia, causa una mancanza parziale o completa di anticorpi. Queste malattie sono spesso trattate inducendo una forma di immunità a breve termine chiamata immunità passiva. L'immunità passiva si ottiene attraverso il trasferimento di anticorpi pronti sotto forma di siero umano o animale, immunoglobulina aggregata o anticorpi monoclonali, nell'individuo interessato.

Terapia prenatale

Fattore Rh, noto anche come antigene Rh D., è un antigene presente sui globuli rossi; individui positivi per Rh (Rh +) hanno questo antigene sui globuli rossi e sugli individui Rh-negativi (rh-) non.

Durante il parto normale, trauma parto o complicazioni durante la gravidanza, il sangue di un feto può entrare nel sistema della madre.

Nel caso di madre e figlio incompatibili con Rh, la conseguente miscelazione del sangue può sensibilizzare un Rh- madre dell'antigene Rh sulle cellule del sangue del bambino Rh +, mettendo il resto della gravidanza, e eventuali successive gravidanze, a rischio di malattia emolitica del neonato.

Rho(D) Gli anticorpi immunoglobuline sono specifici per l'antigene RhD umano. Gli anticorpi anti-RhD sono somministrati come parte di un regime di trattamento prenatale per prevenire la sensibilizzazione che può verificarsi quando una madre Rh-negativa ha un feto Rh-positivo.

Il trattamento di una madre con anticorpi anti-RhD prima e immediatamente dopo il trauma e il parto distrugge l'antigene Rh nel sistema materno dal feto.

È importante notare che ciò si verifica prima che l'antigene possa stimolare le cellule B materne “ricorda” Antigene Rh generando cellule B di memoria.

Perciò, il suo sistema immunitario umorale non produrrà anticorpi anti-Rh, e non attaccherà gli antigeni Rh dei bambini attuali o successivi.

Rho(D) Il trattamento con Immun Globulin previene la sensibilizzazione che può portare alla malattia di Rh, ma non previene o cura la malattia di base stessa.

Credito:

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