Anticuerpos y antígenos.

Anticuerpos y antígenos

Los anticuerpos (Ac) o inmunoglobinas solubles (Ig) del plasma sanguíneo, son moléculas glico-proteicas (90% polipéptidos, 10% carbohidratos) que tienen la capacidad de combinarse específicamente con un antígeno o un inmunógeno. Reciben también el nombre de: anticuerpos, gammaglobulinas (debido a su migración electroforética), antitoxinas, aglutininas o precipitinas (términos alusivos a su actividad) (Luttmann W., 2009). Las Ig se clasifican en cinco clases o isotipos difieren una de la otra en tamaño, carga, contenido de carbohidratos y por su composición de aminoácidos, son nombradas con las abreviaturas: Ig A, Ig D, Ig E, Ig G y Ig M, con funciones diferentes (Weir M. & Stewart, 1997).

Diversidad de anticuerpos

La diversidad de las regiones variables en los sitios de unión para el antígeno, es la responsable del amplio repertorio que poseen los anticuerpos para poder unir, específicamente, a una cantidad tan grande de antígenos. La diversidad es producida por un mecanismo genético (recombinación de segmentos génicos) exclusivo de los genes de las inmunoglobulinas y los receptores del linfocito T. Así, un individuo puede producir hasta 10 anticuerpos diferentes.

Las inmunoglobulinas pueden estar constituidas por uno (D, E y G), o más monómeros (A y M). La Ig A puede ser monómero, dímero o trímero. La IgM puede tener hasta cinco unidades (pentámero).

Características particulares Ig A

Protege en forma importante a los epitelios, es la inmunoglobulina que más producen los tejidos linfoides submucosos y por consiguiente la que se encuentra en mayor concentración en las secreciones. En ellas se encuentra como dímero o trímero.

El dímero de IgA secretado por la célula plasmática es captado por las células epiteliales, éstas, al unirlo, le proporcionan una molécula pIgR (receptor para Ig poliméricas) que le da estabilidad y le permite cruzar en forma íntegra hasta llegar a la parte externa del epitelio, donde finalmente emerge unida a la pieza secretoria.

Ig D

Esta molécula se encuentra en la superficie del linfocito B y es un marcador de su madurez. Actúa además como receptor deantígenos y transmisor de señales hacia el interior de la célula. Circula en cantidades muy pequeñas.

Ig E

Se encuentra en cantidades muy pequeñas en la circulación, pero tiene gran importancia por su participación en los trastornos alérgicos. Las células cebadas, basófilos y plaquetas tienen receptores para IgE, ésta se une a ellos y funciona como receptor del antígeno y/o del alérgeno. La unión Ag-IgE libera a losmediadores responsables de inflamación y alergia. Aumenta también, durante las invasiones parasitarias.

Ig G

Es la que circula en mayor cantidad (cuadro 1) y la que más aumenta en una respuesta secundaria. Cruza la placenta ayudada por el receptor FcRn que expresan las células del trofoblasto, por lo que protege al infante al nacer y durante los primeros meses. Activa al complemento y favorece la fagocitosis (opsoniza). Neutraliza patógenos con gran efectividad. Se une a un gran número de células (cebada, macrófago, plaqueta, etcétera) que expresan receptores para ella, con la posibilidad de activarlas.

Ig M

Esta inmunoglobulina es la primera que aparece en la escala filogenética, la primera que se expresa en la superficie del linfocito B y la que predomina en la respuesta inmune primaria. Por ser la de mayor tamaño (pentámero) puede unir varios antígenos y es la principal activadora del complemento (Fainboim L, 2006).

Estas cinco clases principales se subdividen  a su vez en subclases (IgG1, IgG2a, etc.). Las subclases de las IgG se diferencian según el número de puentes disulfuro que conectan las dos cadenas pesadas en el dominio carboxilo terminal.

Subclases

Se han identificado cuatro subclases para las IgG y dos para la IgA. Variaciones en las regiones constantes (uniones S-S de las cadenas), originan diferencias funcionales entre los anticuerpos de una misma clase. P. ej. la capacidad para unir al complemento es mayor para la IgG 3 y nula para la IgG 4 ; las IgG1, 2 y 3 cruzan la placenta, la IgG2 escasamente.

Regiones o dominios

Se originan por los plegamientos de las cadenas y se dividen en:

• Constantes (C). Sus secuencias de aminoácidos se conservan entre las Ig. Se encuentran en las porciones Fab y Fc . Por su extremo terminal se unen a las células.

• Variables (V). Sus secuencias de aminoácidos difieren de una inmunoglobulina a otra. Únicamente se encuentran en la porción Fab y el sitio de unión para el antígeno se encuentra en esta región.

La unión antígeno-anticuerpo

Los dominios de las cadenas polipeptídicas de los anticuerpos contienen los paratopos específicos de los epítopos de los antígenos. Nos referimos aquí a las regiones hipervariables de las regiones V que, cuando se unen al antígeno, se aproximan al epítopo apropiado en una escala nanometrica y lo cubren (de acuerdo con el frecuentemente citado de la llave y la cerradura). Entre el paratopo y el epítopo surgen interacciones de naturaleza electrostáticas, fuerzas de van der Waals y puentes de hidrógeno. No se crean uniones covalentes. La fuerza de una unión monovalente paratopo-epitopo se expresa por su afinidad. Para uniones multivalentes, entendiendo anticuerpos multivalentes, frecuentemente se habla de afinidad total o avidez. La medida se expresa en términos de constante de asociación (también llamada constante de afinidad) en unidades L/mol. Cuanto mayor es la afinidad de un anticuerpo por su antígeno, menor es la concentración necesaria de antígeno para alcanzar el equilibrio entre ambos; en este caso, equilibrio significa la saturación de todos los antígenos con anticuerpos.

Son preferibles los anticuerpos de afinidad alta y de unión fuerte, ya que se unen mas firmemente al antígeno y por ello no se pierden fácilmente durante las constantes fases de lavado. Los anticuerpos de alta afinidad también ahorran tiempo y dinero, ya que menores tiempos de incubación y demandan un menor esfuerzo. Finalmente, todos los métodos inmunológicos se basan en la utilización de una unión específica antígeno-anticuerpo.

Cuando hablamos de antígenos, nos referimos principalmente a proteínas y péptidos. Pero existen otros compuestos con propiedades antigénicas, especialmente polisacáridos y polinucleótidos; incluso algunos lípidos pueden ser moléculas inmuno-reactivas que pueden ser conocidas y unidas por anticuerpos.

Los anticuerpos policlonales

Un antígeno normal suele presentar numerosos epítopos diferentes. Si se inmuniza un animal con un antígeno, se forma una población mezcla de anticuerpos diferentes, cada clase difiriendo de las otras en su especifidad de epítopo. Todos poseen la misma especificidad de antígeno, pero se dirigen contra diferentes epitopos del antígeno. A esta mezcla se le denomina anticuerpo policlonal.

Los anticuerpos monoclonales

Se forman a partir de un sólo clon de células B, mientras que los anticuerpos policlonales los producen diferentes clones de células B. Esto hace que los anticuerpos policlonales presenten distintas especificidades de epitopo para un  mismo antígeno.

Anticuerpos recombinantes

Son fragmentos de anticuerpos fabricados por tecnología genética y representa una alternativa a los anticuerpos policlonales y monoclonales. Se obtienen por selección genética a partir de una genoteca de anticuerpos, que representan una gran variedad de genes de anticuerpo. Los anticuerpos recombinantes más frecuentes son los denominados anticuerpos de una cadena, que consisten sólo en un fragmento único Fv. Como el fragmento Fv se forma a partir de dos cadenas VH y VL, un enlace peptídico debe unirlos mediante esta tecnología recombinante. Así es como se crea una sola cadena (Weir M. & Stewart, 1997).

Estructura de los Anticuerpos

La unidad básica (monómero) esquematizada como una Y (figura 1), está formada por los fragmentos:

• Fab (del inglés Fragment antigen binding) son dos y cada uno puede unir a un antígeno.

• Fc (fracción cristalizable), esta región es la que se une a las células o moléculas y es la efectora de las funciones biológicas ya señaladas. Entre ambos fragmentos se encuentra la bisagra, que le da flexibilidad y le permite abrirse para unir a dos antígenos distantes. El monómero está formado por cuatro cadenas de aminoácidos (aa).

Todas las moléculas del anticuerpo tienen la misma estructura básica de cuatro cadenas compuesta de dos cadenas ligeras L (light) y dos pesadas H (heavy), Hay cinco tipos de cadenas H: α, δ, ε, y, μ y cada uno de ellos corresponde a una clase de anticuerpo. Las cadenas ligeras (peso molecular 25 000) son una 1 de 2 tipos llamados kappa (ƙ) y lambda (λ) y solo se encuentra un tipo en un anticuerpo determinado. Las cadenas pesadas varían en su peso molecular de 50 a 75 kilodaltones (kD) y son estas las que determinan el isotipo (Murphy, Travers, & Walport, 2008).

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