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2 anticuerpos
- 1. 1 Bioquímica inmunológica 2. Lasinmunoglobulinas. Estructura, 2. Las inmunoglobulinas. Estructura, propiedades y funciones biol propiedades y funciones bioló ógicas. gicas. Albúmina Proteínas IgG IgA IgM IgD - - + + Movilidad electroforética Proteína (Densitometría ) Las inmunoglobulinas se encuentran en la región de las gammaglobulinas
- 2. 2 Anticuerpos = inmunoglobulinas Anticuerpos= inmunoglobulinas ≠ ≠ γ γ globulinas globulinas ¾ Proteínas de estructura globular sintetizadas por células del sistema inmune (Linfocitos B y células plasmáticas derivadas de ellos. ¾ Presentes en la sangre (plasma) y otros fluidos biológicos (saliva, lágrimas, secreción mucosa intestinal, líquido sinovial, líquido intersticial etc.) ¾ En el plasma se detectan dentro de la fracción de las γ globulinas. ¾ Capaces de reconocer a otras moléculas (antígenos) de manera muy específica, y formar complejos estables con ellos (inmunocomplejos). ¾ Su aparición en plasma forma parte de la respuesta inmunológica adaptativa, en lo que se conoce como respuesta humoral específica. ¾ Los anticuerpos tienen una vida media en el organismo relativamente larga (varias semanas). ¾ Constituyen una defensa muy eficaz contra agentes patógenos. N N N N C C C C Cadena pesada Cadena pesada Cadena ligera Cadena ligera La estructura b La estructura bá ásica de las inmunoglobulinas sica de las inmunoglobulinas •Dos cadenas pesadas (50 KDa), idénticas entre sí •Dos cadenas ligeras (25 KDa), idénticas entre sí ¾ Las cadenas están unidas por uno o varios puentes disulfuro ¾ Glicoproteínas Eje de Eje de simetr simetrí ía a
- 3. 3 Tipos de inmunoglobulinas Tiposde inmunoglobulinas ¾ Existen 5 tipos b 5 tipos bá ásicos sicos de inmunoglobulinas: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. ¾ Son sintetizadas por los linfocitos B (IgM, IgD) y por las células plasmáticas derivadas de ellos (IgG, IgA, IgE). ¾ IgM e IgG se detectan principalmente en el plasma sanguíneo y en el líquido intersticial ¾ Las IgA aparecen fundamentalmente en secreciones (saliva, lágrimas, secreción intestinal, etc.), recubriendo mucosas expuestas al ataque de agentes patógenos externos. ¾ La IgD es una inmunoglobulina asociada a la membrana de los linfocitos B. Su función primaria de las es la de servir como detectores de antígenos para las células B. Se detecta marginalmente en el plasma. ¾ Las IgE son anticuerpos que, si bien inicialmente se liberan al plasma por las células plasmáticas, son integrados en la membrana de otras células (mastocitos), participando en las reacciones de hipersensibilidad. Tipo Caracter Caracterí ísticas estructurales sticas estructurales Cadena pesada (H) 55.000 Cadena ligera (L) (MG 22.500) IgG IgA (SIgA) IgM IgD IgE “extended” “compact” SC SC SIgA SC SC Formas polimerizadas que aparecen en el hombre SC = Componente secretor (60.000 Da) J = Proteína de unión(J: join; 20.000 Da) γ χ λ α μ δ ε = = = = = = =
- 4. 4 Inmunoglobulinas Inmunoglobulinas monom monomé éricas ricas En soluci Ensolució ón en el n en el plasma y otros plasma y otros fluidos biol fluidos bioló ógicos gicos Asociada a membrana Asociada a membrana de las c de las cé élulas cebadas lulas cebadas Asociadas a Asociadas a membrana de membrana de linfocitos B linfocitos B Inmunoglobulinas Inmunoglobulinas multim multimé éricas ricas
- 5. 5 Cadena ligera Cadena ligera Cadenapesada Cadena pesada Polisacárido Estructura tridimensional de la Inmunoglobulina G Estructura en Estructura en “ “dominios dominios” ” de las inmunoglobulinas de las inmunoglobulinas Regi Regió ón n constante constante Regi Regió ón n variable variable Dos dominios variables (VH, VL) y cuatro dominios constantes (CL, CH1, CH2, CH3)
- 6. 6 Reconocimiento ant Reconocimiento antí ígeno geno- -anticuerpo anticuerpo Digestióncon bromelaína Identificaci Identificació ón del dominio de n del dominio de uni unió ón a los ant n a los antí ígenos genos F(ab)’2 2 x Fab Fc Digestión con papaína Fab Fab, , F(ab F(ab) )’ ’2 2: “antigen binding fragment”: zona de unión a antígenos Fc Fc: : “crystaline fragment”: zona constante que interacciona con receptores celulares
- 7. 7 Experimento que permiti Experimentoque permitió ó “ “visualizar visualizar” ” las estructuras de los las estructuras de los complejos ant complejos antí ígeno anticuerpo geno anticuerpo Síntesis química de una molécula que contiene dos veces el mismo determinante antígenico Molécula orgánica de pequeño tamaño (antígeno), que es administrado a un conejo con el fin de producir anticuerpos específicos contra él Anticuerpos que reconocen a la molécula orgánica Estructuras que se observan al microscopio electr Estructuras que se observan al microscopio electró ónico al incubar nico al incubar ant antí ígenos y anticuerpos genos y anticuerpos Antígeno con dos determinantes antigénicos iguales +
- 8. 8 Radical ( R) Radical ( R ) sulfonato sulfonato arsenato arsenato carboxilato carboxilato Los anticuerpos muestran una extraordinaria especificidad por lo Los anticuerpos muestran una extraordinaria especificidad por los ant s antí ígenos... genos... Tipo de antígeno Respuesta que se obtiene cuando se evalúa la respuesta de Ig’s producidas al inmunizar con ácido 3-aminobenzeno sulfónico, frente a análogos Los anticuerpos muestran una extraordinaria especificidad por lo Los anticuerpos muestran una extraordinaria especificidad por los ant s antí ígenos... genos...
- 9. 9 ¿ ¿Por qu Por qué éson tan espec son tan especí íficos los anticuerpos...? ficos los anticuerpos...? 1) Porque el antígeno “encaja” en el locus de reconocimiento del anticuerpo El reconocimiento del antígeno por el anticuerpo tiene lugar en un locus específico constituido por los extremos de la cadena ligera y pesada, en la que encaja el antígeno y que permite se ponga de manifiesto toda una serie de fuerzas que mantendrán unidos antígeno y anticuerpo. La zona de reconocimiento por parte del Ac es de tamaño limitado (10 aa)
- 10. 10 Inmunocomplejo Inmunocomplejo estable si estable si Σatracción > > repulsión Inmunocomplejo Inmunocomplejo no no estable si estable si Σ atracción < < repulsión 2) El reconocimiento eficaz (y con ello la especificidad) se basan en que exista entre antígeno y anticuerpo una interacción tal que las fuerzas de atracción superen a las de repulsión, de manera que el complejo que se forme sea estable ¿ ¿Qu Qué é fuerzas mantienen juntos al ant fuerzas mantienen juntos al antí ígeno y a los anticuerpos? geno y a los anticuerpos?
- 11. 11 Distancia relativa ala que act Distancia relativa a la que actú úan estas fuerzas an estas fuerzas Puentes hidr Puentes hidró ógeno geno Electrost Electrostá áticas ticas Van Van der der Waals Waals Hidrof Hidrofó óbicas bicas La interacci La interacció ón entre ant n entre antí ígeno y anticuerpo es un equilibrio qu geno y anticuerpo es un equilibrio quí ímico mico al que puede aplicarse la Ley de Acci al que puede aplicarse la Ley de Acció ón de Masas n de Masas Las constantes de afinidad son del orden de 1010
- 12. 12 Cuando el anticuerpoes multivalente, la Ke global puede ser mayor que la del fragmento Fab; de esta manera, incluso con una afinidad baja, una IgM puede ser eficaz para unirse a antígenos. Reacciones de precipitaci Reacciones de precipitació ón n ant antí ígeno geno- -anticuerpo anticuerpo
- 13. 13 Ant Antí ígenos: genos: mol molé éculas capacesde provocar una respuesta del sistema inmune, culas capaces de provocar una respuesta del sistema inmune, Si la respuesta es de tipo Si la respuesta es de tipo “ “humoral humoral” ” resultar resultará á en la producci en la producció ón de anticuerpos n de anticuerpos contra contra é él l Cuando el ant Cuando el antí ígeno es grande, el anticuerpo solo geno es grande, el anticuerpo solo puede reconocer una parte de puede reconocer una parte de é él ( l (determinante determinante antig antigé énico o nico o epitopo epitopo) ) La naturaleza de los inmunocomplejos formados depende La naturaleza de los inmunocomplejos formados depende de la proporci de la proporció ón relativa de ant n relativa de antí ígeno y de anticuerpo geno y de anticuerpo 1. 1. En exceso de anticuerpo se forman En exceso de anticuerpo se forman inmunocomplejos de tama inmunocomplejos de tamañ ño moderado o moderado 2. En exceso de ant 2. En exceso de antí ígeno, los inmunocomplejos geno, los inmunocomplejos son tambi son tambié én de tama n de tamañ ño moderado o moderado 3. Cuando ant 3. Cuando antí ígeno y anticuerpo se encuentran en geno y anticuerpo se encuentran en una proporci una proporció ón adecuada,los complejos n adecuada,los complejos formados son de gran tama formados son de gran tamañ ño, y por tanto o, y por tanto insolubles insolubles
- 14. 14 cantidad de precipitado cantidad de antígenoañadida a una cantidad fija de anticuerpo exceso de anticuerpo (no se forma precipitado) exceso de anticuerpo (no se forma precipitado) precipitado visible precipitado visible exceso de ant exceso de antí ígeno (no se forma precipitado) geno (no se forma precipitado) Inmunoprecipitaci Inmunoprecipitació ón n: : Las concentraciones relativas de anticuerpo y de ant Las concentraciones relativas de anticuerpo y de antí ígeno geno influyen en el tama influyen en el tamañ ño de los complejos ant o de los complejos antí ígeno geno- -anticuerpo que se forman. anticuerpo que se forman. punto de equivalencia punto de equivalencia ™ ™Cualitativos: Cualitativos: ¾ ¾ Doble inmunodifusi Doble inmunodifusió ón n ¾ ¾ Inmunoelectroforesis en contracorriente Inmunoelectroforesis en contracorriente ™ ™Cuantitativos Cuantitativos ¾ ¾ Inmunodifusi Inmunodifusió ón radial n radial ¾ ¾ Inmunoelectroforesis Inmunoelectroforesis rocket rocket M Mé étodos anal todos analí íticos basados en la ticos basados en la inmunoprecipitaci inmunoprecipitació ón n
- 15. 15 Fundamento de ladoble Fundamento de la doble inmunodifusi inmunodifusió ón n Antígeno Anticuerpo Inmunoprecipitado
- 16. 16 Inmunodifusi Inmunodifusió ón n radial radial Patr Patró ón 1 n1 Patr Patró ón 2 n 2 Patr Patró ón 3 n 3 Patr Patró ón 4 n 4 Patr Patró ón 5 n 5 Problema Problema Inmunoelectroforesis Inmunoelectroforesis + - + - rocket rocket contracorriente contracorriente
- 17. 17 Funciones biol Funciones bioló ógicasde los gicas de los anticuerpos anticuerpos 1. Neutralización Principales funciones efectoras de los anticuerpos: Principales funciones efectoras de los anticuerpos: 2. Opsonización 3. Fijación y activación del complemento
- 18. 18 1. Neutralizaci 1. Neutralizació ón: n: Toxinas Toxinas Bacterias BacteriasVirus Virus Anticuerpos neutralizantes Anticuerpos neutralizantes, que bloquean su infectividad Aglutinándolas y bloqueando su movilidad Las bacterias que poseen cápsula o envoltorio se resisten a ser fagocitadas por los neutrófilos La unión de anticuerpos anticuerpos a la cápside bacteriana permite se una al anticuerpo (región Fc) la proteína del complemento C3b 2. 2. Opsonizaci Opsonizació ón n: : facilitan la fagocitosis facilitan la fagocitosis
- 19. 19 Las bacterias así señalizadasson fagocitadas por los neutrófilos e incorporadas a los fagolisosomas La generación de especies reactivas de O2 en el interior del fagolisosoma lleva a la destrucción de la bacteria Generación de ROS por sistemas enzimáticos (NADPH oxidasa) que reducen el O2 Fagocitosis de bacterias Fagocitosis de bacterias
- 20. 20 3. Fijaci 3. Fijació óny activaci n y activació ón del complemento: n del complemento: C3 C3 C5 C5 C5b C5b C5a C5a C3b C3b Lisis de un paramecio mediada por anticuerpos y complemento Lisis de un paramecio mediada por anticuerpos y complemento
- 21. 21 Principales funciones efectorasde los anticuerpos IgG Distribuci Distribució ón de las inmunoglobulinas en el organismo n de las inmunoglobulinas en el organismo IgM IgA IgG, IgE
- 22. 22 IgE 0,03mg/100ml IgG 1250mg/100ml IgA 210mg/100ml IgM 150mg/100ml IgD 3mg/100ml IgG IgG 1000 1000- -1500 1500 mg mg/dl /dl IgA IgA250 250- -300 300 mg mg/dl /dl IgM IgM 100 100- -150 150 mg mg/dl /dl IgD IgD 0,3 0,3- -30 30 mg mg/dl /dl IgE IgE 1,5 1,5- -200 200 µ µg/dl g/dl Abundancia relativa de las inmunoglobulinas en el plasma humano Abundancia relativa de las inmunoglobulinas en el plasma humano Extravasaci Extravasació ón de las inmunoglobulinas a otros fluidos biol n de las inmunoglobulinas a otros fluidos bioló ógicos gicos Transporte a Transporte a trav travé és de epitelios s de epitelios Transporte a Transporte a trav travé és de placenta s de placenta Difusi Difusió ón al espacio n al espacio extravasal extravasal
- 23. 23 IgA Receptor poli-Ig Superficie luminal Vesícula de transporte Superficie luminal Componente secretor IgA secretada Transportede Transporte de las las IgA IgA a trav a travé és s de epitelios de epitelios