C2 IMUNOBIOLOGIE

Clasificarea Ag

Dupa origine:

- Exogene : 1) Naturale2) Artificiale3) Sintetice

- Endogene

1) ANTIGENE EXOGENE NATURALE=cele mai numeroase

Reprezinta toate macromoleculele din structura virusurilor si a organismelor(microorganisme, plante, animale, fungi)

Dupa dimensiune ele pot fi : -antigene solubile(moleculare)

-antigene corpusculare

Ag MOLECULARE contin toate categoriile de macromolecule(proteine, glucide, lipide, acizi nucleici).Dintre acestea proteinele sunt cele mai numeroase si cele mai importante Ag moleculare.

Diversitatea antigenica a proteinelor este nelimitata deoarece secventa aa e diversa.

Fiecare molecula proteica exogena se comporta ca Ag.Specificitatea antigenica a proteinelor este data de secventa unica de aa=>structura secundara proprie, conformatie 3D specifica.Toate proteinele sunt imunogene fie ca sunt: -structurale(colagen, elastina, fibroina)

-functionale(miozina, actina, HB, hormoni proteici, imunoglobulinele)

-de depozit(albumina, cazeina, gliadina-din grau)

Toate proteinele cu M>1kDa sunt imunogene

Proteinele sunt solubile in apa, mai putin proteinele fibrilare.Imunogenintatea proteinelor globulare e data de conformatia spatiala ce rezulta din plierea 3D. Cea mai mare diversitate de epitropi o au proteinele globulare.Epitropii proteinelor globularesunt conformationali. La aceste proteine nu se poate determina sensul spiralizarii. Este greu determinat daca aa unui epitrop sunt secventiali sau sunt rezultatul plierii ce aduce in proximitate aa situati la distanta in structura primara. Pe suprafata protenelor globulare epitropii sunt suprapusi. Fiecare punct de pe suprafata protenelor globulare este considerat un epitrop=continuum de determinanti antigenici. Doar anumiti apitropi stimuleaza raspunsul imun.

Exista diferente interspecifice cu privire la capacitatea de a sintetiza Ac fata de o proteina globulara.

Sarurile imune nu sunt reactivi standardizati.

Cel preparat pe –iepure: recunoaste un set de epitropi

-cal: recunoaste si epitropi specifici

Sarurile imune fata de proteinele globulare sunt specifice fata de epitropii conformationali

Moleculele proteice globulare contin si epitropi interni ce devin functionali dupa ce molecula proteica este prelucrata.

Imunogenitatea proteinelor se defineste prin:

-denaturare=agenti reducatori ce reduc legaturile disulfurice

-fragmentarea enzimatica

Serul imun, antiproteina denaturata nu precipita molecula nativa. Prin denaturare conformatia proteinei s-a modificat si epitropii secventiali ai moleculei native au disparut. Proteinele denaturate pot reversa la forma nativa.Agentii denaturati:formaldehida sau orice alta aldehida (au ca actiune modificarea activitatii biologice a proteinelor, dar nu si a proprietatilor imunogene ale proteinelor=> se foloseste pt conservarea Ag cu molecula mica, a peptidelor si mai putin a Ag mari)

Fragmentarea enzimatica modifica conformatia si diminueaza imunogenitatea lor(a Ag proteice). Epitropii secventiali isi pastreaza imunogenitatea. S-a studiat imunogenitatea unor enzime, hormoni, toxine, imunogene(Ig)

Enzimele sunt imunogene, native. Reactia enzimelor cu Ac specifici a fost utilizata pt localizarea epitropilor pe suprafata moleculei. Daca epitropul antigenic este in situsul catalitic, legarea Ac intra in competitie cu substratul=>activitatea catalitica este anulata.

Adesea interactiunea enzima-Ac scade activitatea enzimatica indiferent unde sunt epitropii.

Hormonii proteici sunt slab imunogeni deoarece secventa de aa in regnul animal este uniforma.Ac antihormoni se obtin prin asocierea Ag hormonal cu un adjuvant FREUND. Imunogenitatea hormonilor este in relatie directa cu deosebirile secventelor de aa al hormonului ca Ag cu hormonul endogen omolog.

IMUNOGENITATEA INSULINEI

Diferentele dintre insulina umana si cea animala: 3 aa pe catena A inlocuieste 1 aa pe catena B. aceste diferente sunt tolerate de oameni. Dar la persoanele hipersensibile, cu o activitate imunitara mai mare decat normal, diferentele sunt recunoscute ca epitropi non-self=> organismul sintetizeaza Ac antiinsulina animala. Insulina din complexele Ag-Ac este inactiva.Reactiile Ag-Ac din vivo sunt reversibile, moleculele desprinzandu-se din complexe=> insulina eliberata scade glicemia.

POLIZAHARIDELE

Aceste molecule au complexitate structurala mare datorata posibilitatii de legare a atomilor de C. sunt mai putin imunogene, antigenitatea lor mai mica fiind data de secventa monomerilor in catena dar si de configuratia spatiala si masa lor moleculara.

Ex: o hexoza are 4 atomi de C asimetrici=> poate exista in 42forme stereoizomerice, fiecare putand aparea in inel cu 6 atomi(ciclu piranozic) sau 5 atomi(ciclu furanozic)=> 42x 2 variante moleculare conformationale. Ciclice(hexozele)functia aldehidica=> este alfa 1 beta=> 42x 2 x 2=64 izomeri

Aceasta diversitate imprima polizaharidelor versatilitate (sunt schimbatoare) antigenica. Uneori se sintetizeaza Ac specifici unei config izomerice ce nu recunosc alternativa conformationala.

Antigenic, exista glucide: -simple(in capsula bacteriana, polizaharide de depozit)

-conjugate(cu proteine-glicoproteine, sau cu lipide-glicolipide)

Practic sunt interesante proprietatile imunogene ale capsulei bacteriene, ale LPS(lipopolizaharidelor) conjugate cu proteine/lipide

Catena glucidica=epitrop=>determina specificitatea Ag si sinteza de Ac.

Componenta lipidica+proteica=purtatori

Polizaharidele native au imunogenitate scazuta, majoritatea neputand stimula raspunsul imun, ci induc toleranta=areactivitate imunitara.Dar sunt epitropi, haptene+carrieri.Practic cele mai studiate polizaharide sunt cele bacteriene(capsulare si dextranul). Dextranii sunt sintetizati de bacteriile lactice. Greutatea moleculara a dextranilor e variabila dupa gradul de polimerizare, pana la 106Da. Nu sunt imunogeni dar s-au folosit pentru a inlocui plasma sanvina la persoanele ce au pierdut mult mediu intern. Prin transfuzie repetata cu dextran organismul reactioneaza cu sinteza Ac specifici. Anticorpii antidextran sunt sintetizati de soarece prin imunizare repetata.Ac nu dau reactie incrucisata-precipita doar varianta lor.

Acizi nucleici

Acizii nucleici nativi, sunt neimunogeni, datorita uniformitatii chimice a lor in lumea vie. Injectarea lor la animale nu induce sinteza Ac. Cei nativi sunt conjugati cu proteine, rezultand complexe nucleoproteice. In acestea Ac au rol de haptena, de epitropi. O fractie a Ac serici antinucleopriteina se combina cu haptena, cu acidul nucleic. Restul epitropilor sunt specifici fata de carrier.

Experimental acizii nucleici se obtin prin:

-imunizarea animalelor cu suspensie de fagi T4, deoarece in ADN fagic citozina e inlocuita cu 5 hidroximetil citozina, care este glicozilata=> Ac specifici pt 5hidroximetil citozina. Ac antiADN fagic precipita acizii nucleici de alta provenienta.

-imunizarea cu ribozomi=> formarea de complexe nucleoproteice ca raspuns la acizii nucleici.Ac antiribozomali reactioneaza cu ARN de orice provenienta(bacteriana, vegetala) cu polinucleotide sintetice, dar nu precipita ADN nativ/ denaturat.

-imunizarea cu conjugate haptena-proteina(baze azotate, deoxi/ribonucleozide, di/tri nucleotide) => Ac anti acizi nucleici ce precipita ADN nativ/denaturat.

Exista sursa naturala de Ac anti ADN= pacientii cu LED (lupus eritematos diseminat)

Cromatina ce rezulta din liza celulelor nu este hidrolizata suficient de cropratina LRP=> Ac anticromatina

LIPIDELE

-sunt molecule fara imunogenitate nativa.Devin imunogene conjugate cu proteinele, atunci cand au rol de epitropi. Imunologic, cele mai importante lipide sunt sfingomielina si un glicosfingolipid:galacto cerebrozida.

O haptena lipidica importanta e cardiolipina=lipid izolat din cordul mamiferelor=> 3 resturi de glicerol legate prin 2 punsti de acid fosforic.. este importanta pentru ca a fost folositaca Ag pentru diagnosticul sifilisului, indus de Treponema pallidum, deoarece Ag ei se obtinea foarte greu=> Ac ce dau reactie incrucisata cu Ag ale Treponema si cardiolipina.

Alt Ag lipidic important este Ag Forssman-heterofil. Este important deoarece se gaseste in membrana hematiilor Forssman pozitive. Induce sinteza de Ac specifici.

Ag CORPUSCULARE

Sunt antigene moleculare asociate unei particule=virion, celula bacteriana, celula EK. Antigenele bacteriene pot fi solubile(exotoxinele, acizii teichoici)mureina, pilina, flagelina, ac teichoici, polizaharidele bacteriene capsulare, endotoxine.

Antigenele eritrocitare= glicoproteine membranare al caror determinism in sistemul ABO

Indivizii de grup:

- O : AgH: glucoza, NAglucozamina, galactoza, fucoza- A : a)NAc gal leaga la gal terminala- B : b)bigluc, NAc glucozamina, gal, fucoza- AB : a+b

Ag de histocompatibilitate pe suprafata celulelor nucleate confera individualitate biochimica fiecarui organism.

Antigenele artificiale= Ag naturale modificate chimic prin cuplarea covalenta cu 1/mai multe molecule mici ce le confera o rara specificitate antigenica.Moleculele mici au rol de epitropi. S-au obtinut de la moleculele proteice

Sunt de 3 tipuri:

1) Conjugate haptena-proteina, prin diazotare, iodurare si substitutie nucleofila2) Conjugate proteina-proteina- prin agenti bifunctionali ce leaga molecule proteice(diizocianati)3) Conjugate proteina-Ac cu substrat inert, insolubil; cuplarea se realizeaza prin molecule

bifunctionale(diizocianati, cianura de Br)Conjugatele din Ac+suport insolubil = imunosolventi = leaga proteina specifica dintr-un amestec.

Antigenele sintetice

=sunt polimeri de aa obtinuti in vitro: -homopolimeri(polilizina) sunt neimunogeni

-heteropolimeri=din 2aa, slab imunogeni; cu 3aa diferiti sunt mereu imunogeni

Cu ajutorul Ag sintetice s-a determinat marimea epitropilor si situsul lor de combinare

FACTORI CARE INFLUENTEAZA IMUNOGENITATEA UNUI Ag

Au o suma de proprietati ce au fost clarificate cu Ag sintetice ce au permis studii cu privire la dimensiunea epitropilor, la conformatia moleculara a moleculelor imunogene si cu privire la celelalte proprietati ce conditioneaza imunogenitatea.

Proprietatile Ag:

Conditia 1:moleculele Ag trebuie sa fie straina organismului

-este cu atat mai imunogen cu cat e mai diferit chimic de moleculele organismului receptor

-caracterul non-self nu se coreleaza cu pozitia taxonomica ci cu gradul deosebirilor chimice

-majoritatea proteinelor oricaror specii sunt imunogene pt organismul uman ca receptor de Ag, dar si cel animal reactioneaza similar

Ex: HB de cal nu e imunogena pt iepure dar celelalte proteine sunt imunogene pt iepure

-caracterul nonself implica sa existe mici deosebiri ale secventei de aa ce determina un caracter individual al structurii secundare si tertiare.

-proteinele aparute timpuriu sunt bine conservate=> sunt uniforme la toate organismele, de aceea sunt slab imunogene. Cele aparute mai tarziu sunt mai diferite

Conditia 2: molecula Ag trebuie sa aiba o anumita dimensiune. Cu cat e mai mare cu atat este mai imunogena, deoarece ofera sansa sa existe mai multi epitropi antigenici; cea mai mica molecula:glucagonul pancreatic; pt polizaharide limitele minime: 50kDa; exista variatii importante ale reactivitatii la polizaharide

Conditia 3: complexitatea moleculei: pentru a fi imunogena , moleculele trebuie sa aiba un grad de complexitate; nailonul, poliacrilamida nu au imunogenitate deoarece sunt formate din monomeri repetitivi

Conditia 4: starea fiziologica a Ag: ca sa fie imunogena, o molecula trebuie sa aiba o rigiditate a epitropilor; de exemplu gelatina e slab imunogena deoarece e bogata in glicocol, aa ce nu are puncte de ramificare=>proteina nu este rigida, permite rotatii in jurul axei, lipsesc aa cu structura heterociclica: Trp, Tyr=aa cromatici

Conditia 5: solubilitatea; un Ag trebuie sa fie rezistent la actiunea enzimelor degradative lizozomale

Conditia 6: accesibilitatea epitropilor; trebuie ca epitropii moleculei sa poata fi revelatifie p suprafata moleculei native, fie ca rezultat din actiunea enzimelor lizozomale in CPA(celule prezentatoare de Ag)

Antigenele imunogene: componente self fata de care sistemul imunitar nu reactioneaza, nu este reactiv, deoarece moleculele potential capabile sa stimuleze raspunsul imun sunt separate anatomic; impermeabil.Sunt 2 categorii:

1)Ag sechestrate 2)Ag alterate

1)=molecule localizate intracelular

Sistemul imunitar nu invatza sa le recunoasca, nu le tolereaza.Se elibereaza in conditii patologice, cand celulele se lizeaza sub actiunea unor agenti fizici, chimici, biologici, alteori componentele separate anatomic ca proteinele cristalinului

-cristalinul se poate sparge in urma unui traumatism, proteinele acestuia trec bariera=> proteine non self datorita barierei=> raspunsul imun anti cristalin, implicand si irisul si proteinele ciliare

La fel se intampla si pt mielina din SNC, secretata de oligodendrocite. Creierul este izolat prin bariera hematoencefalica care e stransa si nu permite accesul limfocitelor.In urma unor traumatisme creste permeabilitatea si mielina ajunge astfel in contact cu sistemul imunitar care activeaza raspunsul imun specific

Proteinele spermatice induc sinteza Ac in epididim, Ac ce imobilizeaza spermatozoizii=> barbatul este steril

Ag heterofile- molecule neidentice dpdv chimic, inrudite, prezente la numeroase specii: om, animale, plante, microorganisme. Particularitatea lor este ca serurile obtinute fata de un Ag heterofil sau reactie incrucisata(de precipitare) cu toate moleculele grupului heterofil. Cel mai reprezentativ Ag heterofil Forssman=glicolipid descoperit in tesuturile de cobai. Forssman a evidentiat ca serul imun obtinut prin imunizarea iepurelui cu mojarat tisular de cobai aglutineaza eritrocitele de berbec=> reactie incricisata heterologa= reactie incrucisata previzibila a diferitelor Ag; de ex: HB cal-iepure. Heterofil= pt reactie incrucisata a moleculelor antigenice(Ag) ale unor organisme indepartate filogenetic fata de serul imun prosu fata de unul din Ag grupului

Regnul animal=sp. Forssman: -> +cobai, oaia, capra, calul

-> -omul, iepurele

Practic absenta AgF in tesut de iepure este foarte importanta deoarece astfel a fost posibila obtinerea Ac antihematii de berbec.