CLASE ŞI SUBCLASE DE IMUNOGLOBULINE

Proprietăţi

Imunitatea activă

Imunitatea pasivă

Dr. Minea Manuela LuminitaINSP-CRSP IASI

IMUNOGLOBULINE CARACTERISTICI PRINCIPALE

glicoproteine sintetizate de plasmocite (limfocite B activate) exclusiv după intervenţia unui stimul antigenic asupra SI

recunosc şi interacţionează specific cu antigenul care a generat sinteza lor

au funcţie de Ac constanta de sedimentare este diferită faţă de cea a altor proteine din organism

reprezintă singurele proteine care pot activa componentele sistemului complement fagocitoza

IMUNOGLOBULINE MIGRARE ELECTROFORETICĂ

1 2

+

albumin

globulins

Mobility

Ag adsorbed serum

În mare parte,

migrează în

zona γ-

globulinelor

mai puţin, în cea

a β-

globulinelor

IMUNOGLOBULINE DISTRIBUŢIA IN ORGANISM

molecule libere plasmă, ser, lichid cefalorahidian, diferite secreţii mucoase

molecule fixate pe receptorii pentru Fc de pe membrana celulelor:

PMN, macrofage, bazofile, limfocite B

molecule incluse în structura complexelor Ag-Ac

IMUNOGLOBULINESTRUCTURA

R.Porter şi G. Edelman (1959)

Ig = tetrapolipeptid Fiecare moleculă conţine cel puţin o unitate

monomerică formată din 4 lanturi polipetidice : 2 lanţuri lungi (grele), notate cu simbolul H (heavy)

450 -600 aa Greutate moleculară 50 kDa

2 lanţuri scurte (uşoare), notate cu simbolul L (light) 214-216 aa Greutate moleculară 25 kDa

Lanţurile polipeptidice sunt unite prin legături covalente tip S-S (asigură structura tridimensională a moleculei)

Intercatenar intracatenar

IMUNOGLOBULINE SECVENŢIERE

Lanţurile L - comune pentru toate clasele de Ig: d.p.v.d. antigenic - 2 tipuri: λ şi k (60%) – diferenţiate prin

secvenţa aa din capătul N-terminal

in fiecare moleculă de Ig, ambele lanţuri L sunt identice

Lanţurile H - determină clasa Ig o regiune variabilă (110 aa) la capătul N-terminal

o regiune constanta - 5 tipuri de secvenţe de bază, corespunzătoare lanturilor µ, δ, ε, γ, α.

Fiecare din acest tip de lanţ defineste un isotip

lungimea regiunii constante 330 aa ( δ, γ, α.) 440 aa (µ, ε)

Diferenţe minore ale secvenţei aa ale lanţurilor α si γ Lant α – 2 subclase Lant γ - 4 subclase

IMUNOGLOBULINEPROTEOLIZA

Sub acţiunea tripsinei/papainei, lanţul H se scindează la nivelul locului de asociere histidina/treonina

Se formează 3 fragmente:

Un segment al lanţului H, extremitatea carboxiterminală fragmentul cristalizabil (Fc)

2 segmente identice fragmente care leagă antigenul = Fab, alcătuite din:

Un lanţ L Un lanţ H, extremitatea aminoterminală

IMUNOGLOBULINESTRUCTURA TRIDIMENSIONALĂ

Structura Ig - determinată de organizarea: Primară Secundară Terţiară Cuaternară

Structura primară secvenţa liniara a aa permite impartirea lanturilor in

regiuni - variabile

- constante

Structura secundară formată prin plierea lantului

polipeptidic (straturi β pliate)

Structura terţiară lanţurile β pliate sunt conectate de

domeniile vecine prin alte catene laterale

structură globulară

Structura cuaternară domeniile globulare ale lanturilor H

si L interactionează, rol funcţional: permit Ig sa lege

specific un anumit Ag

IMUNOGLOBULINE AMPLASAREA DOMENIILOR

Poziţia aminoacizilor în lanţurile H şi L nu este uniformă

Constantă - în zona carboxiterminală (domenii constante CH şi CL)

Hipervariabilă - în zona aminoterminală, formată din 110 aa (domenii variabile VH si VL)

Reprezintă locul unde Ac fixează gruparea determinantă a Ag=

situs combinativ

Domeniu = o serie de 70-100 aa ce formează o buclă printr-o legătura S-S intracatenară

Lanţul H un domeniu variabil (VH) 3-4 domenii constante (CH1, CH2,CH3 si

CH4

Lantul L un domeniu variabil (VL) un domeniu constant (CL1)

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Hinge Region

Carbohydrate

Disulfide bond

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Hinge Region

Carbohydrate

Disulfide bond

IMUNOGLOBULINE REGIUNEA BALAMA

Octapeptid, bogat în cisteină şi prolină, situat între domeniile CH1 şi CH2 (zonă caracteristică lanţurilor α , δ, γ)

Lanturile µ si ε nu au o regiune balama

propiu-zisă (prezintă in plus un domeniu

de 110 aa care are caracteristici asemanatoare)

Contribuie la organizarea structurală a Ig,

prin legarea fragmentului Fab de Fc si

formarea legaturilor S-S

Deşi este o piesă rigidă, conferă mobilitate celor două braţe care se misca independent.

Zonă vulnerabilă la atacul enzimatic (papaina, pepsină) datorită prezenţei prolinei

Legare Ag

Legare complement

Transferplacentar

Legare receptori Fc

Legare Ag

Legare complement

Transferplacentar

Legare receptori Fc

IMUNOGLOBULINEISOTIPURI

diferenţe prezente la nivelul parţii constante a moleculelor

genereaza modificarea marimii, sarcinii, solubilităţii si aspectele structurale ale moleculelor

reprezintă determinanţi antigenici ce caracterizează; clasele şi subclasele de lanţuri grele tipurile şi subtipurile de lanţuri uşoare

Lanturi usoare - 2 isotipuri

k λ (6 subgrupe)

Lanturile grele - 5 secvente majore (isotipuri) ce determină cele 5 clase de Ig (M, G, D, E, A)

µ, δ, ε α (2

subgrupe) γ (4

subgrupe)

IMUNOGLOBULINECLASE

Ig G – γ

IgM – µ

IgA –α

IgD – δ

IgE - ε

IMUNOGLOBULINA G 75% din totalul Ig serice ; Ig de răspuns secundar

IgG 1 reprezintă 66% din totalul moleculelor de IgG. activează complementul pe calea clasică. traversează placenta, contribuie la imunitatea

pasivă a nou-născutului anticorpi eficienţi pentru apărarea

antibacteriană : prin activarea cascadei complementului. opsonine termostabile, neutralizează exotoxinele bacteriene

Ig G2 reprezintă 25% din totalul moleculelor de IgG. activează slab complementul străbat cel mai greu placenta.

Ig G3 activează cel mai intens complementul pe calea

clasică. Ig G4 nu activează complementul pe calea clasică. sunt anticorpi citofili, se fixează pe membrana unor celule (mastocite şi

bazofile), la fel ca IgE.

IMUNOGLOBULINA M se găseşte în plasmă în concentraţie de circa 1 g/l, are durata de viaţă de 10 zile greutatea moleculară de circa 900 kDa. din cauza greutăţii moleculare,

nu traversează placenta. Prezente în organism sub formă de

monomeri (pe suprafaţa LB) Pentameri (ser)

participă la apărarea antivirală şi bacteriană. activează puternic complementul pe calea clasică, sunt anticorpii caracteristici pentru RIU primar. sinteza lor este stimulată de IL-2, produsă de LTHp. primii anticorpi apăruţi filogenetic la vertebratelor, şi

ontogenetic, la nou-născut. Sunt incluşi în această clasă

anticorpii naturali ai grupelor sanguine, factorii reumatoizi din poliartrita reumatoidă aglutininele la rece din anemiile hemolitice autoimune

IMUNOGLOBULINA A

responsabilă de apărarea imună la nivelul mucoaselor

prezente în circulaţie, interstiţiu şi secreţii sub formă:

serică secretorie.

sintetizate în RIU secundar secreţie favorizată de IL-5

(LTH2)

Ig A serică (circulanta) concentraţie de 1-4 g/l, reprezintă 5-25% din totalul Ig serice ; 90% monomeri şi 10% polimeri (2, 3 sau 4

molecule reunite într-o structură analogă cu piesa J din IgM);. rol în apărarea antivirală şi antibacteriană. Nu activează complementul. Nu traversează placenta.

IgA secretorii (IgAs) Structură: dimeri. Cele două molecule sunt unite cu:

o piesă de joncţiune J o piesă secretorie care protejează molecula IgAs de enzimele din secreţiile digestive.

prezente în secreţiile digestive, secreţiile bronşice, lacrimi, salivă, laptele matern.

formează o barieră antivirală şi antibacteriană la nivelul mucoaselor. Deficitul congenital duce la infecţii frecvente digestive şi respiratorii

la copil.

IMUNOGLOBULINA D

seamănă structural cu IgG,

o zonă balama, mai lungă şi sensibilă la acţiunea hidrolazelor.

durata de viaţă - 6 zile

se izolează greu în stare pură.

greutatea moleculară de 185 kDa.

Concentraţia serică - foarte scăzută (0,03 mg/ml.)

Monomerii de IgD se găsesc pe suprafaţa LB, (în special, la făt şi nou-născut).

S-a descris activitate de anticorp a IgD serice faţă de unele Ag : penicilina, proteinele din lapte, insulina, Ag tiroidiene.

IMUNOGLOBULINA E O singură unitate tetracatenară.

Lanţul greu (H)- format din cinci domenii, unul variabil (VH) patru constante.(C1H, C2H, C3H, C4H)

Fragmentul Fc cuprinde trei domenii constante. nu are o zonă balama şi este foarte rigidă.

Sunt anticorpi citofili - se ataşează pe : mastocite Bazofile

Normal - concentraţii serice scăzute (ng/ml).

Concentraţia IgE creşte în : alergii boli parazitare.

IMUNOGLOBULINE-AFECŢIUNI PATOLOGICE

Ig A Valori crescute Sindroame limfoproliferative

Mielom multiplu Limfom mediteranean, (localizare intestinală

Valori scăzute Afectiuni ale mucoaselor:

Boala sinopulmonara Ataxie-telangiectazie Deficit congenital –predispuşi la boli autoimune

Ig D Valori crescute

forme rare de mielom cu Ig D boli autoimune infecţii cronice

Ig G Valori crescute

Pers. imunocompetente- în infecţii acute sau cronice Sindromul imunodeficienţei (crestere policlonală) Hepatita cronică Scleroza multiplă

Valori scăzute Susceptibilitatea crescută la infecţii

Ig M Valori crescute

Infecţii acute Boala Waldenstrom

(macroglobuline-sindrom hipervâscozitate)

Ciroza biliara primitiva Valori scăzute

Risc infecţii recurente

Ig E Valori crescute

Mielom multiplu cu Ig E Afecţiuni alergice Afecţiuni parazitare

METODE DE LABORATOR Electroforeza proteinelor

serului-permite separarea celor 5 fractiunii majore: albumine, α1, α2, β si γ

Migreaza diferit in câmpul electric datorită:

Sarcinilor electrice distincte; Mărimii şi greutăţii moleculare Caracteristicilor mediului de migrare

Grosimea benzii reflectă concentraţia fractiei proteice

Majoritatea isotipurilor de Ig se regăsesc în fracţia γ a serului

Fractia proteica

Componente

albumine

α1-globulina α1 - Acid glicoproteicα1.- Antitripsinaα1 - lipoproteina

α2 - globulina Macroglobulina α2 - antitripsinaHaptoglobina

β - globulina FibrinogenLipoproteinaTransferinaComplementIg A

γ-globulina Proteina C reactivaIg M, Ig G, Ig E, Ig D

1 2

+

albumin

globulins

Mobility

METODE DE LABORATOR Interpretare Fracţia γ - banda largă,

difuză şi intens colorată reflectă creşterea cantităţii de Ig (diferite isotipuri)

Gammopatii policlonale – molecule secretate de plasmocite prin:

stimulare antigenică cronică (diverşi agenţi patogeni)

Afecţiuni hepatice cronice Fracţia γ – vârf ascuţit,

sugestivă pentru Gammapotii monoclonale

moleculele sunt secretate limfocitele B care proliferează necontrolat

Afecţiune malignă

Fracţia γ – vârf ascuţit, sugestivă pentru următoarele categorii de proteine serice (confuzie cu componentele monoclonale):

Proteina C reactivă Factorul C3 al

complementului complexele hemoglobina-

hatoglobină Fibrinogen

METODE DE LABORATOR

Imunoelectroforeză metodă de diferenţiere şi confirmare a componentului monoclonal

detectat prin electroforeza

Electroforeza de imunofixare se diferenţiază de imunoelectroforeza prin faptul că Ac monoclonali sunt

aplicaţi direct pe gel, legând direct Ag pentru care sunt specifici

Electroforeza contracurent o variantă a imunodifuziei

Electroforeza în racheta

variantă a difuziei simple Mancini

Focusarea isoelectrica detectarea unor enzime serice, separarea hemoglobinei şi detectarea

benzilor de Ig oligoclonale din LCR

APĂRAREA SPECIFICĂ (IMUNITATEA)

CARACTERISTICI GENERALE

s-a dezvoltat ontogenetic pe baza unei experienţe antigenice individuale;

depinde de agentul patogen la care a fost

expus organismul; este înalt specifică;

are memorie imună; realizată prin efectori specifici

anticorpii limfocitele T specific sensibilizat;

TIPURI DE IMUNITATE

Naturală dobandită pasiv

prin transferul anticorpilor materni

transplacentar la făt (IgG);

prin colostru (IgA);

dobandită activ prin elaborare de anticorpi

in cursul infecţiei naturale, la gazde imunocompetente

Artificială dobandită pasiv

prin inocularea de seruri imune specifice in cadrul: seroterapiei/seroprofilaxiei bolilor infecto-contagioase;

dobandită activ: prin sinteza de Ac in urma

administrării de vaccinuri ce conţin forma inactivată/atenuată a

microorganismului

IMUNITATE ACTIVA/PASIVACARACTERE DIFERENŢIALE

Imunitatea activă

se instalează la câteva săptămâni după expunere;

este de lungă durată (uneori poate persistă toată viaţa);

formarea de anticorpi presupune diferenţieri şi diviziuni celulare.

Imunitatea pasivă se instalează dacă

persoana primeşte anticorpi împotriva unei boli şi nu îi produce prin intermediul propriului sistem imunitar;

protecţia imunitară apare imediat şi persistă doar câteva săptămâni sau luni, după expunere.

VACCINURI VIRALE

Vaccinul viral viu-atenuat tulpini atenuate sau cu virulenţă redusă, lipsite parţial

sau complet de capacitatea de a genera boli, dar capabile să inducă răspunsuri imune protectoare.

vaccinul oral poliomelitic; vaccinul pentru rujeolă, oreion, rubeolă; vaccinul pentru rotavirus.

Vaccinul viral omorât (inactivat) învelişul exterior este intact, dar capacitatea de replicare

este distrusă si virusul devine incapabil să producă o infecţie

Vaccinul viral subunitar virusurile sunt neutralizate de anticorpii care

reacţionează doar faţă de unul sau două antigene de pe suprafaţa lor.

Vaccinurile anti-gripale şi anti-hepatită B.

VACCINURI BACTERIENEVaccin bacterian viu

atenuat

Conţine suspensii de celule bacteriene care au fost atenuate sau inactivate.

Vaccinul BCG (Bacilul  Calmette -Guérin) împotriva tuberculozei .

Vaccinul toxoid Conţine o exotoxină bacteriană

inactivată (toxoid)

vaccinurile anti-difterie şi anti-tetanos.

Vaccinul bacterian subunitar

alcătuite din anumite componente structurale bacteriene care determină o reacţie imună de protecţie.

componentele acelulare ale Bordetellei pertusis fragmente proteice) incluse în vaccinurile DTPa (difterie, tetanos, pertusis)

Vaccinul polizaharidic

Unele bacterii au un înveliş exterior polizaharidic care le ajută să treacă nedetectate de sistemul imunitar.

sunt alcătuite din forme extrase şi purificate ale învelişului exterior polizaharidic.

anti-Haemophilus infuenzae tip b anti-Streptococcus pneumoniae.

Schema vaccinalaROMANIA