RODRIGO FERNANDO FERNANDEZ APAZAInterno de Bioquímica

DR. JESUS MURILLO MONTECINOSDocente

MEDICINA TRANSFUSIONALRote LA PAZ-BOLIVIA

HOSPITAL DE CLINICAS UNIVERSITARIO LA PAZUNIDAD DE MEDICINA TRANSFUSIONAL Y HEMOTERAPIA UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES

FACULTAD DE CIENCIAS FARMACÉUTICAS Y BIOQUIMICAS

5 .HaptenoMoléculas orgánicas pequeñas (proteinas o u otra moléculas “Ac. Penicilínico”)

que tienen antigenicidad pero no inmunogenicidad . El AND no es inmunogénico pero se comporta como hapteno. Los haptenos se reconocen como antígenos timo dependientes.

6. Epítope (determinante antigénico) Los Epítopes son la región inmunológica activa de un inmunógeno, las cuales

se unen a un receptor de membrana antígeno específico en los linfocitos o a anticuerpos solubles. Usualmente su superficie en mayor a 7x12x35Aº.

7. Valencia antigénica Número total de determinantes antigénicos en una molécula de antígeno, la cual

puede unirse específicamente con su anticuerpo. Las proteinas, polisacaridos y lipopolisacaridos son antígenos multivalentes. Usualmente se requiere de 5 a 7 contactos de atracción de alta energía, aunque algunos son de reulsión.

8. Alergeno, son moléculas protéicas o sacaridas inócuas para la mayoría de los individuos que causan hipersensibilidad en individuos genéticamente predispuestos

Ⅱ Propiedades básicas de los antígenos

1. Extraño (no propio)

No propio , un Ag cuanto mas extraño sea para el organismo, mayor sera la respuesta inmune contra el mismo.

1) Tipo, caracter, número y configuración estérica de epítope antigénico

Contribución de las propiedades de los grupos químicos a la inmunogenicidad del antígeno(acidos y bases fuertes incrementan la respuesta inmune- tirosina y la fenilalanina)

Contribución de la posición de grupos químicos a la inmunogenicidad del antígeno

Reacción cruzada entre BSA y albúmina de otros géneros

humanpigcaprinehorsehamster

1532751313

cony pigdogmouseratcat

513101725

Albumin source

cross reaction% （ BSA ） Albumin

sourcecross reaction %（ BSA ）

Epítopes antigénicos de LB y LT

Epítope LB:1 patrón lineal en la superficie; 2 epítope críptico; 3 epítope conformacional

Epítope LT: 4,5patrón linear, localizado en cualquier posición

Los epítopes conformacionales son fácilmente inactivados por degradación

degradación

Molécula antigénica (antes) Molecula antigénica (después)

EPITOPE: es la porción de una macromolécula, de 8 a 15 AA, que es responsable de inducir una respuesta inmune. Dentro de una molécula puede haber varios epitopes y cada una de ellas genera una respuesta inmune especifica distinta.

Ⅲ Factores que influencian la inmunogenicidad de un antígeno

1 propiedades químicas

Propiedad química, peso molecular (mínimo 5-10 kDa), arquitectura,

estabilidad, conformación molecular (mas complejo, mejor), accesibilidad,

degradabilidad y susceptibilidad a fagocitosis (procesamiento por APC es un

paso esencial).

2 factores del receptor (huésped): genotipo (MHC), edad, sexo, salud

3 método de inmunización: dosificación, ruta, frecuencia, adyuvante

Lípidos, son poco inmunogénicos suelen ser lípidos de membrana (fosofolípidos “cardiolipinas”), cuando se conjugan a proteinas o sacaridos se vuelven inmunogénicos (lipopolisacaridos, lipofosfoglican).

Son degradados en el fagosoma por saponinas, se conjugan a la CD1 para ser reconocidos por los LTCD1= lipopéptigos, CD1b=glucopéptidos, CD1d=lípidos propios)

Acidos nucléicos, El DNA hipometilado o las secuencias CpG de microorganismos son

inmunogénicos.

Otros antígenos, metales (Ni, Hg) quimicos orgánicos.

Antígeno heterófilo, xenogenico, alogenico, autoantígeno ， antígeno idiotípico

Antígeno heterófilo: antígenos comunes en distintas especies de animales y que son compartidos con bacterias hongos y vegetales. La mononucleosis infecciosa se diagnostica mediante a capacidad de aglutinación del suero del paciente frente a globulos rojos de carnero.

Antígenos xenogenicos: Antigenos de otras especies

Antígenos alogénicos: Antígenos de diferentes individuos de una misma especie

Autoantigeno: Antigenos propios que bajo algunas condiciones como infección, trauma, tratamiento terapéutico, u otros se vuelven antigénicos e inducen respuesta inmune.

Antigenos idiotípicos: También polimorfismos en el TCR, BCR e Ig pueden inducir la producción de anticuerpos

Antígenos ocultos: provienen de órganos inmunológicamente privilegiados (cerebro= barrera hematoencefálica, testículo= barrera por células de Sertoli, cristalino=falta de irigación).Antigenos eritrocitarios y antigenos leucocitarios

*ANTIGENOS TUMORALES

Marcadores tumorales con utilidad clínica probada

Nombre

Antígeno CA 125Antígeno CA 15-3Antígeno CA 19-9

Antígeno carcinoembrionarioAntígeno específico de próstata

Componentes "M"Fetoproteína a-1

Fosfatasa prostática antigénicaGonadotrofina coriónica

Microglobulina ß-2

Tumores con los que se asocia comúnmente

Carcinoma ováricoCarcinoma de mama

Carcinoma de tubo digestivoCarcinoma de tubo digestivo

Carcinoma de próstata

Gamapatías monoclonalesCarcinoma hepático

Carcinoma de próstataTumores gonadales

Tumores de origen linfoide (B)

Ⅴ Características de la interacción entre antígeno y anticuerpo

1 Configuración espacial igual a la llave-cerradura

2 unión no covalente: puentes de hidrógeno, interaccciónes electrostáticas, fuerzas deVan der Waals y enlaces hidrofóbicos

3 reversible: la interacción puede ser alterada por la temperatura, punto isotónico, fuerza iónica y taza de antigeno-anticuerpo

4 Afinidad y avidez

5 Reacción cruzada

Interacción entre el CDR de anticuerpos y epítopes de antígenos

Ⅵ Superantigenos (Sag)

1 Concepto: a dosis bajas(1 ～ 10ng/ml). Los Ags normalmente activan al

0,001% de los LT, los superantígenos son capaces de activar 2 ％～ 20 ％ de

clones de LT e iniciar una fuerte respuesta inmune.

2 Categoría: superantígenos exógenos, Ejm. Enterotoxina S. aureus A-E;

superantígenos endógenos, Ejm. Proteinas del virus del tumor mamario

3 Diferencia con antígenos comunes ：1 ） baja dosis y fuerte respuesta2 ） no restringido por el MHC3 ） el reconocimiento no es específico, no requiere procesamiento y presentación4 ） induce la producción de muchas citoquinas, resultando en enfermedades patológicas severas

En general se han identificado unos 20 superantigenos diferentes.

T cellT cell

From bacter

From virus

Diagrama conceptual de la acción de super antígenos

Mecanismo de acción de los adyuvantes

- Prolonga la presencia del antígeno: libera lentamente (días) el Ag en los nódulos linfáticos, incrementa la capacidad fagocítica, ayuda a la formación de células de memoria y prolonga la respuesta humoral- Incrementa las señales co-estimulatorias: Activación de linfocitos- Estimula la proliferación de linfocitos inespecificamente- Induce la formación de granulomas

Etápas del procesamiento antigénico exógeno y endógeno

CaptaciónAcceso de los Ags y patógenos a la vía de degradación intracelular

DegradaciónProteólisis limitada de antígenos a péptidos

Formación del complejo MHC-proteina

Cargado de peptidos en las moléculas MCH

Presentación antigénica

Transporte y expresión de complejos péptido-MHC en la superficie de las APC para el reconocimiento por LT

Anticuerpos (Acs)

Las moléculas unidas a membrana de los LB o secretadas por estos, que se unen a los antígenos. Son tetrapéptidos con funciones especializadas diferentes.

Cada Ac tiene especificidad diferente a los otros Acs

Los Ac unidos a membrana confieren especificidad Ag al LB, también proliferación antígeno específica de los clones de LB que interactúan con un Ag en particular

Cada LB hace uno y solo un tipo de Ac (selección clonal)

Los anticuerpos secretados circulan por la sangre (20% de proteínas plasmáticas, 2-4 g de Ac/día) y sirven como efectores de la inmunidad humoral.

Existen barreras naturales al paso de los anticuerpos en las articulaciones, vagina, útero, vejiga, testículos, placenta y cerebro (barrera hematoencefálica).

1 2

13 14 15 16 17 18 19 20

3 4 5 6 7 8 911 1210

Los LB tienen un único receptor de antígeno (BCR) distribuido clonalmente (50s Jerne y Macfarlane Burnet 1959)

1010

10101010

10101010 1010

1010 10101010

Anticuerpos

LB

Day 0

2

4

6

8

LB vírgen

Célula formadora de acticuerpos

(célula plasmática)

Y

Y

YY

Y Y

Y Y

Y YY Y

YY

YY

YY

Y

Y

Y

YY

Y

Y

Y

YYY

Y

Y

Y

Y

Los anticuerpos (su história)

-En 1890 por Von Behring y Kitasato, describieron que los sueros de animales inmunizados con toxina, tenian un componente neutralizante de la toxina. La transferencia de ese suero podáa proteger otros animales de la acción de la toxina (difteria o tétanos)-Bordet en 1899 determinó que los animales podían hacer Acs contra eritrocitos de otras especies y que estos inducian la destrucción de estas células con el “complemento” del suero-1901-1920 Landsteiner definió al sistema del grupo sanguíneo ABO (Rh en 1940)-1930s Heidelberger demostró la reacción cuantitativa de la precipitinas-1930s Landsteiner’s analizó la especificidad de los Acs-1960s Edelman, Porter, Bence-Jones y Hilschmann, determinaron la estructura primaria y secundaria de los anticuerpos. Descubrieron que las proteinas de Bence-Jones eran cadenas livianas de inmunoglobulinas-1975 Kohler y Milstein inventaron la tecnología de los Acs monoclonales-1976 Tonegawa clonó el primer gen de los anticuerpos

Los anticuerpos a menudo son el mayor componente de las proteinas séricas

The first evidence that antibodies were contained in particular serum protein fractions came from a classic experiment by A. Tiselius and E. A.Kabat, in 1939. They immunized rabbits with the protein ovalbumin (the albumin of egg whites) and then divided the immunized rabbits’ serum into two aliquots. Electrophoresis of one serum aliquot revealed four peaks corresponding to albumin and the alpha, beta, and gamma globulins. The other serum aliquot was reacted with ovalbumin, and the precipitate that formed was removed; the remaining serum proteins, which did not react with the antigen, were then electrophoresed. A comparison of the electrophoretic profiles of these two serum aliquots revealed that there was a significant drop in the –globulin peak in the aliquot that have been reacted with antigen (IgG aprox. 80%)

Los Acs son heterodímeros.

Tienen cadenas peptídicas (2L y 2H)

Las L están unidas a las H por “S-S”

Internamente las L y H están unidas por “S-S”

En las L-H está la región variable “V” (110 aa)

La mayoría de las diferencias entre Acs cae en esta región (CDRs L/CDRs H).

En 1945 Henry Bence Jones, determinó que la orina de los pacientes con mielóma múltiple tenía proteinas particulares que precipitaban a 60ªC y que se solubilizaban a 80ªC, proteinas que luego fueron descritas como cadenas livianas de los Acs (proteinas de Bence Jones)

Fab (Fragment antigen bindig), no es capáz de unirse a Ag

Fc (fragmento cristallizable), se cristalizaba en frío.

Nosonoff Alfred

Edelman GeraldPorter

La acidificación suave separa el Ac en: LH + LH, rompe los S=S de las H.El Ac. propiónico o el Ac. acético separa las los L de las pesadas, rompe los S=S

entre L y P (S+S+HH).

Tanto H como L contienen secuencias homólogas de 110 aa (dominio), caracterizados por un loop de 60 aa que esta unido por un “S-S”

En general las Igs tienen un dominio Cl,VL y tres o cuatro CH1, CH2 CH3 y *CH4

Cada dominio consta de loops, cadenas beta paralelas y beta anti paralela

Estudios de secuenciación de aa determinaron que existe alta variabilidad concentrada en regiones discretas de los VL1 y VH1. Además, representan el parátope del anticuerpo

FR “frame work” regiones mas conservadas, forman las cadenas b paralelas en la región variable.

CDR “regiones determinantes de complementaridad”, interesantemente coinciden ”complementarias” con las regiones que se unen al epítope del antígeno

Dominios CH1 y CL1: como extensión de los V facilitan el máximo de rotación de los brazos de las Igs. Estabilizan a la interacción de los V con los epítopes. También funcionan como espaciadores entre la región de unión al antígeno y la efectora.

Región bisagra: (región de 8 a 15 aa) está entre los dominios CH1 y CH2 de las IgG, IgD e IgA. Es una región rica en cisteinas, prolinas y residuos hidrofóbicos , dándole alta flexibilidad (cambio de ángulos) a la molécula de Acs para que CDRs encajen con el epítopo. El esta región el número de S-S varía entre clase y subclase de Acs

Las IgM e IgE carecen de región visagra (CH2 extra)

Dominios CH2 (G,D,A); CH3 (M,E)Suelen ser ricos en carbohidratos (son responsables de la solubilidad de Acs,

protegen de la degradación e incrementan la funcionalidad del dominio Fc). La remoción del acido siálico descubre la galactosa de sus oligosacaridos les

predispone a ser catabolizados en el hígado (fagocitosis y destrucción). Los HC en la IgA permite que se acople el fragmento secretor

En el caso de IgG e IgM sirve para interactuar con el sistema del complemento

Los Acs son 82 a 96% polipéptidos y 2 14% carbohidratos.

Dominios CH3 (G,D,A); CH4 (M,E)Estos dominios permiten el paso de los anticuerpos a través de los epitelios

(trancitosis). Estos dominios (opsoninas) interactuan con el Fc en las células fagocíticas .Las células placentarias tienen Fc para permitir el ingreso de algunas IgGs En las IgE para unirse al Fc de basófilos y mastocitosEn las IgA e IgM para interactuar con receptores en células epiteliales, también para

permitir la formación de multímerosEn la IgM permite fijar al C1q del sistema del complemento.y unirse a los receptores

de los fagocitos

La función de los Acs no solamente

es unirse al determinante Ag

Una vez unidos al Ag, los Acs evocan

respuesta inmune o funciones

inmunológicas removiendo al Ag o

haciendo destruir al patógeno.

Promueve la fagocitosis de antígenos por macrófagos y neutrófilos, este mecanismo es dependiente de receptores para Acs (receptores Fc=FcR)

Los FcR estan presentes en la superficie de macrófagos y neutrófilos

ACTIVACION DEL COMPLEMENTOLa IgM y las IgG1, 2 y 3 activan complemento

CITOTOXICIDAD DEPENDIENTE DE ANTICUERPOS (ADCC)La unión a sus células blanco (células de huésped infectadas con virus),

produce que estas sean destruidas por las NK vía FcR

TRANCITOSISEs el paso de los Acs a través de membranas epiteliales (respiratorio,

urogenital, gastrointestinal, mamario)

ALERGIASUnica de la IgE, activa mastocitos, eosinófilos y basófilos

Las clases de anticuerpos están definidas por las secuencias de las cadénas pesadas

El tipo de Ag y las citoquinas influencian el tipo de Acs que se producirán. IL-4 (IgE); IL-2, IL-4, IL-5 (IgM ); IL-2, IL-4, IL-5, IFN-g (IgG); IL-5, TGF-b (IgA)

Es la primera Ig producida en respuesta a un Ag, solo en ocasiones especiales sale de circulación a los tejidos.

Debido a que tiene cadena Join ocasionalmente puede adquirir fragmento secretor (como la IgA), lo que le permite atravesar membranas epiteliales y patrullar membranas mucosas.

La IgM al ser pentamérica tiene afinidad especial por los polisacaridos presentes en microorganismos. Los infocitos B no tienen receptores para IgM.

La IgD es co-expresada con la IgM en LB vírgenes, se ha demostrado su participación en determinados trastornos febriles. Tiene una región bisagra larga que conduce a su degradación proteolítica, y que tenga más flexibilidad para unirse al Ag.

La unión de la IgD al antígeno puede activar, anergizar y destruir a las células B, los agregados de IgD activan complemento por la vía alterna

Células plasmáticas que expresan IgD son encontradas en la mucosa nasal, los LT tienen receptores para IgD que facilitan la interacción T-B e inducción de cambio de clase. Se ha encontrado igD anti insulina, penicilina y anti leche.

Es el mayor isotipo secretado en las superficies mucosas, los neutrófilos y monocitos tienen receptores para la IgA desencadenando degranulación y estallido respiratorio.

En suero existe como monómero, en mucosas es encotrada como dímero, trímero e incluso tetramero (cadena J)

La IgA1 es producida por LB de médula ósea (Suero), no opsoniza no es citofílica para macròfagos pero si para neutrófilos. La bilis es rica en IgA.

La IgA2 es producida por LB de mucosas (secreciones mucosas, calostro, leche, saliva, lagrimas, moco nasal y traqueobronquial).

El componente secretor es producido por

las células epiteliales de las membranasmucosas

La IgA secretora atraviese al epitelio gracias a la unión a los receptores poli

Ig.

Los PIgR interactúan con las cadenas join

El componentes secretor protege a la IgA

del clivaje proteolítico en las mucosas

En la leche materna protege al bebe durante los primeros meses de vida,

conforme el intestino madura decrece su capacidad de absorber anticuerpos, esta IgA no pasa a circulación.

El calostro materno es rico en IgG e IgA

Pese a su baja concentración en el suero tiene una muy potente actividad, es la mas lábil al calor (56ºC – 3´/30´), las Cel plasmáticas secretoras se localizan preferentemente en el pulmón y piel

Induce la hipersensibilidad inmediata (alergia, asma, shock anafiláctico)

La IgE se une a los receptores en los basófilos sanguíneos y mastocitos de la piel.

Se necesitan dos IgE para degranular a los basóflos y los mastocitos lo cual

conduce a los síntomas de la alergia y en otros casos a la destrucción de

parásitos

Pruebas cruzadas (cross match)

* El propósito de las pruebas cruzadas es detectar la presencia de anticuerpos preformados en el suero del paciente(receptor), dirigidos contra los antígenos HLA del presunto donador, mediada por complemento.

* En caso de estar presentes, los anticuerpos significa que el receptor ha estado sensibilizado contra estos antígenos del donador y que por tanto, está preparado para rechazar de manera enérgica cualquier injerto que los posea.