Anticorpii (imunoglobulinele): ce sunt, ce rol au și cum acționează

1. Despre anticorpi
a. Ce sunt anticorpii?
b. Care sunt funcțiile anticorpilor?
c. Caracteristici ale anticorpilor
i. Specificitatea
ii. Diversitatea și memoria imunologică
iii. Rearanjarea genelor
iv. Toleranța imunitară
2. Tipuri de anticorpi
a. IgG (imunoglobulina G)
b. IgM (imunoglobulina M)
c. IgA (imunoglobulina A)
d. IgE (imunoglobulina E)
e. IgD (imunoglobulina D)
3. Anticorpii monoclonali
a. Ce sunt anticorpii monoclonali?
b. Utilizările anticorpilor monoclonali
c. Efectele secundare ale anticorpilor monoclonali
d. Anticorpii monoclonali și sarcina
4. Analiza pentru detectarea anticorpilor
a. De ce se face analiza anticorpilor?
b. Cum se face analiza anticorpilor?
c. Ce înseamnă rezultatele analizei anticorpilor?
d. Vaccinurile și producerea de anticorpi

Despre anticorpi

Un anticorp (o imunoglobulină) este o proteină produsă de sistemul imunitar al organismului ca răspuns la antigeni, care sunt substanțe nocive. Oamenii de știință pot produce anticorpi în laborator, care imită acțiunea sistemului imunitar și acționează împotriva proteinelor care atacă țesuturile normale la persoanele cu tulburări autoimune. Termenul de anticorp monoclonal înseamnă că anticorpul creat de om este sintetizat din celule imunitare clonate. Un test de anticorpi arată dacă organismul a produs cantități detectabile de anticorpi pentru o anumită moleculă și, prin urmare, poate dezvălui dacă cineva a fost infectat cu un anumit virus sau cu o anumită bacterie în trecut.

Plasma procesată din sângele uman donat conține anticorpi care protejează corpul împotriva bolilor. Atunci când unui pacient i se administrează o imunoglobulină, corpul folosește anticorpii din plasma sângelui altor persoane, pentru a ajuta la prevenirea îmbolnăvirii. Cu toate că imunoglobulinele sunt obținute din sânge, ele sunt purificate astfel încât să nu poată transmite bolile la persoana care le primește. Există tipuri specifice de imunoglobulină, care sunt create pentru a proteja organismul împotriva anumitor boli, cum ar fi hepatita, varicela sau pojarul.

Ce sunt anticorpii?

Un anticorp este o proteină produsă de sistemul imunitar al organismului ca răspuns la antigeni (bacterii, ciuperci, paraziți, virusuri, substanțe chimice și alte substanțe pe care sistemul imunitar le identifică drept străine). Uneori, corpul identifică în mod greșit țesuturile normale ca fiind străine și produce anticorpi împotriva țesutului. Aceasta este cauza principală a afecțiunilor autoimune, cum ar fi poliartrita reumatoidă și scleroza multiplă.

Un alt nume pentru această moleculă proteică este imunoglobulina (prescurtată Ig). Anticorpii sunt molecule în formă de Y, formate din două lanțuri grele (lanțuri H) și două lanțuri ușoare (lanțuri L).

Cele două brațe din partea de sus a formei Y a anticorpului se leagă de ceea ce este cunoscut sub numele de antigen, care poate fi o moleculă sau un fragment molecular - adesea o parte a unui virus sau a unei bacterii (de exemplu, noul coronavirus SARS-CoV-2 are „vârfuri” unice pe învelișul său exterior, iar unii anticorpi se leagă și recunosc aceste proteine spike). Partea de jos a literei Y, tulpina, se leagă de alți compuși ai sistemului imunitar care pot ajuta la neutralizarea antigenului sau la mobilizarea sistemului imunitar în alte moduri.

O caracteristică importantă este că fiecare anticorp recunoaște un antigen anume.

Care sunt funcțiile anticorpilor?

Termenul „anticorp” se referă la funcția sa, care este aceea de a se lega de un antigen. Cele trei roluri ale anticorpilor sunt:

Anticorpii sunt secretați în sânge și mucoase, unde se leagă de și inactivează substanțe străine, cum ar fi agenții patogeni și toxinele (neutralizare).
Anticorpii activează sistemul complementar pentru a distruge celulele bacteriene prin liză (perforarea peretelui celular).
Anticorpii facilitează fagocitoza substanțelor străine de către celulele fagocitare (marcarea unui patogen pentru a fi distrus).

Caracteristici ale anticorpilor

Anticorpii au mai multe caracteristici: specificitatea, diversitatea, memoria imunologică, rearanjarea genelor și toleranța imunitară.

Specificitatea

Fiecare anticorp recunoaște un antigen specific. De exemplu, un anticorp care recunoaște virusul oreionului nu poate recunoaște virusul rujeolei. Fiecare celulă B (celulă producătoare de anticorpi) produce un anumit tip de anticorp. Cu toate acestea, agenții patogeni produc milioane de factori nocivi.

Diversitatea și memoria imunologică

Zeci până la sute de milioane de celule B diferite circulă în corp, astfel încât fiecare antigen să fie recunoscut. Cu alte cuvinte, corpul este pregătit pentru invazia agenților patogeni, prin prezența celulelor B, care produc molecule de anticorp unice. Această caracteristică se numește „diversitate de anticorpi”. După o infecție, celulele care produc anticorpi patogeni specifici se înmulțesc și cresc proporțional. Ca urmare, corpul este protejat de infecții repetate. Această caracteristică se numește „memorie imunologică”.

Rearanjarea genelor

Celulele B producătoare de anticorpi apar în măduva osoasă și se maturizează la periferie. În timpul maturării celulelor B, genele anticorpilor (genele imunoglobulinei) suferă o recombinare, generând un repertoriu enorm de situsuri de legare a antigenului (regiunea variabilă).

Toleranța imunitară

Anticorpii recunosc toate tipurile de antigeni, cu excepția auto-antigenilor. Această caracteristică se numește „toleranță imunitară”. Celulele B care reacționează la auto-antigeni sunt generate, dar apoi sunt eliminate în măduva osoasă. Chiar dacă unele celule B auto-reactive evită procesul de eliminare și ajung la periferie, acele celule B care produc anticorpi pentru auto-antigene (autoanticorpi) sunt inactivate de un alt mecanism. Când aceste mecanisme sunt întrerupte, se dezvoltă boala autoimună, caracterizată prin atac autotisular mediat de celule imunitare. Cauzele posibile ale unei boli autoimune includ infecții virale, febră mare, sarcină și anomalii în microbiomul intestinal. Cu toate acestea, detaliile mecanismului rămân necunoscute.

Tipuri de anticorpi

Există cinci tipuri de anticorpi - IgG, IgM, IgA, IgE IgD, fiecare într-o anumită proporție.

IgG (imunoglobulina G)

IgG este cel mai abundent izotip de anticorp din sânge (plasmă), reprezentând 70-75% dintre imunoglobulinele umane. IgG detoxifică substanțele dăunătoare și este important în recunoașterea complexelor antigen-anticorp de către leucocite și macrofage. IgG este transferat la făt prin placentă și protejează sugarul până când propriul său sistem imunitar este funcțional.

IgM (imunoglobulina M)

IgM circulă de obicei în sânge, reprezentând aproximativ 10% dintre imunoglobulinele umane. IgM are o structură pentamerică în care cinci molecule de bază în formă de Y sunt legate între ele. Celulele B produc IgM mai întâi ca răspuns la infecția microbiană sau invazia antigenului. Deși IgM are o afinitate mai mică pentru antigeni decât IgG, are o aviditate mai mare pentru aceștia datorită structurii sale. IgM, prin legarea la receptorul de pe suprafața celulară, activează și căile de semnalizare ale celulelor.

IgA (imunoglobulina A)

IgA este abundentă în ser, mucus nazal, salivă, lapte matern și lichid intestinal, reprezentând 10-15% dintre imunoglobulinele umane. IgA formează dimeri (adică doi monomeri IgA uniți împreună). IgA din laptele matern protejează tractul gastro-intestinal al nou-născuților de agenții patogeni.

IgE (imunuglobulina E)

IgE este prezentă în cantități mici, reprezentând nu mai mult de 0,001% din totalul imunoglobulinelor umane. Rolul său original este de a proteja împotriva paraziților. În regiunile în care infecția parazitară este rară, IgE este implicată în principal în alergii.

IgD (imunoglobulina D)

IgD reprezintă mai puțin de 1% din totalul imunoglobulinelor umane. IgD poate fi implicată în inducerea producției de anticorpi în celulele B, dar funcția sa exactă rămâne necunoscută.

Primul tip de anticorp care se formează după expunerea la un virus este IgM, care apare în 7 până la 10 zile după expunere. Acesta se poate lega de un invadator, cele cinci Y-uri ale lui IgM (10 brațe) care lucrează împreună legându-se strâns de un antigen. La aproximativ 10-14 zile, corpul începe să producă IgG, care este „muncitorul” principal al sistemului imunitar.

În mod normal, sistemul imunitar este foarte bun în recunoașterea inamicului și ignorarea sau tolerarea propriilor celule. Uneori, însă, acest proces se defectează. Atunci intervin celulele T (un alt tip de celule albe din sânge) pentru a controla obiectivele - răspunsul va fi declanșat numai dacă atât celula B, cât și celula T recunosc un element drept un invadator străin.

Se presupune că organismul elimină celulele B care produc așa-numiții autoanticorpi, care reacționează la propriile celule ale corpului, dar, când acest lucru nu se întâmplă, corpul își poate marca propriile celule pentru distrugere și apoi le poate elimina neîncetat. Pot rezulta astfel bolile autoimune, cum ar fi lupusul, poliartrita reumatoidă sau diabetul de tip 1. Potrivit Asociației Americane a Bolilor Autoimune, există mai mult de 100 de astfel de tulburări.

Anticorpii monoclonali

Anticorpii sunt produși în mod natural de sistemul imunitar, dar oamenii de știință pot produce anticorpi în laborator, care imită acțiunea sistemului imunitar. Acești anticorpi sintetici acționează împotriva proteinelor care atacă țesuturile normale la persoanele cu tulburări autoimune.

Ce sunt anticorpii monoclonali?

Anticorpii artificiali sunt produși prin introducerea genelor umane care produc anticorpi la șoareci sau la un alt mamifer adecvat. Șoarecii sunt apoi vaccinați cu antigenul împotriva căruia oamenii de știință vor să producă anticorpi, ceea ce face ca celulele imunitare ale șoarecilor să producă anticorpul uman dorit.

Termenul anticorp monoclonal înseamnă că anticorpul creat de om este sintetizat din celule imunitare clonate, iar anticorpul monoclonal identic produs se leagă de un tip de antigen. Celula care se leagă cel mai bine este izolată și fuzionată cu o altă celulă producând ceva numit hibridom. Acest hibridom, sau monoclonă, este un generator inepuizabil de exact același anticorp.

Anticorpii au devenit baza pentru unele dintre cele mai utile medicamente, precum și unele dintre cele mai puternice tehnici de laborator în biologie. Utilizarea anticorpilor monoclonali pentru tratarea bolilor se numește imunoterapie, deoarece fiecare tip de anticorp monoclonal va viza un antigen specific țintit din organism.

Utilizările anticorpilor monoclonali

Utilizările anticorpilor monoclonali includ cancerul, poliartrita reumatoidă, scleroza multiplă, bolile cardiovasculare, lupusul eritematos sistemic, boala Crohn, colita ulcerativă, psoriazisul.

În aceste condiții, anticorpul monoclonal interferează cu acțiunea unei substanțe chimice sau a unui receptor care este implicat în dezvoltarea bolii care este tratată. De exemplu, un anticorp monoclonal utilizat pentru tratarea cancerului poate bloca un receptor pe care celulele canceroase îl folosesc pentru a împiedica sistemul imunitar să distrugă celula canceroasă. Blocarea acestui receptor permite sistemului imunitar să recunoască celulele canceroase și să le neutralizeze.

Anticorpii monoclonali sunt concepuți pentru a fi administrați prin injecție, regăsindu-se sub formă de pulbere liofilizată pentru reconstituire sau soluție injectabilă.

Injecțiile cu imunoglobuline pot să ofere protecție pe termen scurt împotriva anumitor boli sau pot să reducă severitatea anumitor boli, să protejeze fătul în caz de sarcină și dacă există un risc de sensibilizare la Rh, să scadă capacitatea sistemului imunitar de a ataca țesuturile din corp, în unele cazuri de boli autoimune, să ajute oamenii care au o problemă moștenită genetic să producă propriii lor anticorpi sau să ajute persoanele care fac tratament pentru anumite tipuri de cancer, cum ar fi leucemia.

Când o femeie cu Rh negativ rămâne însărcinată și are un făt cu Rh pozitiv (situație care poate avea loc când sângele tatălui are Rh-ul pozitiv), atunci sistemul imunitar al gravidei produce anticorpi care pot distruge sângele fătului într-o viitoare sarcină. Acest răspuns la anticorpi se numește sensibilizare Rh și apare doar dacă sângele fătului se amestecă cu cel al femeii însărcinate, lucru care se poate întâmpla în timpul nașterii.

Pentru a preveni sensibilizarea la Rh în timpul sarcinii, trebuie ca gravida să facă o injecție cu imunoglobuline cu Rh, dacă are Rh-ul negativ. Această injecție se face în timpul sarcinii și după naștere, pentru a proteja bebelușul dintr-o viitoare sarcină.

Efectele secundare ale anticorpilor monoclonali

Fiecare tip de anticorp monoclonal are propriul profil de efect secundar și poate provoca unele reacții adverse. Printre cele mai frecvente efecte secundare ale anticorpilor monoclonali se numără reacțiile alergice, frisoanele, slăbiciunea, diareea, greața și vărsăturile, eczemele și mâncărimile, tusea, constipația, nivelul ridicat de zahăr în sânge.

Anticorpii monoclonali și sarcina

Unii anticorpi monoclonali, de exemplu, nivolumab și pembrolizumab, pot fi dăunători fătului din cauza mecanismului lor de acțiune și din alte rezultate obținute din studiile pe animale. Nu se știe dacă anticorpii monoclonali sunt prezenți în laptele matern. Mamele care alăptează ar trebui să decidă împreună cu medicul dacă întrerup anticorpul monoclonal deoarece multe medicamente, inclusiv proteine mari, cum ar fi anticorpii monoclonali, sunt excretate în laptele matern și există riscul de efecte adverse grave la sugar.

Analiza pentru detectarea anticorpilor

Acest test măsoară cantitatea de imunoglobuline din sânge, de obicei IgG, IgM și IgA. Dacă nivelurile de anticorpi IgG, IgM sau IgA sunt prea scăzute sau prea ridicate poate fi un semn al unei probleme grave de sănătate. Un test de sânge al anticorpilor poate fi utilizat pentru a ajuta la diagnosticarea unei varietăți de afecțiuni, cum ar fi:

Infecții bacteriene sau virale
Imunodeficiența, o afecțiune care reduce capacitatea organismului de a combate infecțiile și alte boli
O tulburare autoimună, cum ar fi artrita reumatoidă sau lupusul
Anumite tipuri de cancer, cum ar fi mielomul multiplu
Infecții la nou-născuți.

De ce se face analiza anticorpilor?

Principalele motive pentru care se efectuează testarea identificării anticorpilor sau măsurarea concentrațiilor de anticorpi sunt documentarea expunerii la un agent infecțios sau străin (arată dacă o persoană a fost expusă în trecut la o infecție și este protejată împotriva unei reinfectări), evaluarea nivelului de protecție (starea imunitară) împotriva unui anumit microorganism, diagnosticarea unei afecțiuni autoimune, diagnosticarea motivului respingerii unui organ transplantat, diagnosticarea unei alergii.

Este posibil ca o persoană să aibă nevoie de acest test dacă medicul consideră că nivelurile de imunoglobulină ar putea fi prea mici sau prea mari.

Simptomele nivelurilor prea scăzute includ:

Infecții bacteriene sau virale frecvente și/sau neobișnuite
Diaree cronică
Infecții sinusale
Infecții pulmonare
Antecedente familiale de imunodeficiență.

Dacă nivelul imunoglobulinei este prea mare, poate fi un semn al unei boli autoimune, a unei boli cronice, a unei infecții sau a unui tip de cancer.

Cum se face analiza anticorpilor?

Pacientului i se prelevează o probă de sânge dintr-o venă din braț, folosind un ac mic. După introducerea acului, o cantitate mică de sânge va fi colectată într-o eprubetă sau un flacon. Procedura durează de obicei mai puțin de cinci minute.

Ce înseamnă rezultatele analizei anticorpilor?

Dacă rezultatele arată niveluri mai mici decât ar fi normal, acestea pot indica:

O boală de rinichi
Leziuni grave în urma arsurilor
Complicații ale diabetului
Malnutriție
Septicemie
Leucemie.
Dacă rezultatele arată niveluri de anticorpi mai ridicate decât ar fi normal, acest lucru poate indica:
O boală autoimună
Hepatită
Ciroză
Mononucleoză
O infecție cronică
O infecție virală, cum ar fi HIV sau citomegalovirus
Mielom multiplu
Limfom non-Hodgkin.

Dacă rezultatele nu sunt normale, nu înseamnă neapărat că persoana testată are o afecțiune care necesită tratament. Utilizarea anumitor medicamente, consumul de alcool sau de droguri recreative poate, de asemenea, afecta rezultatele.

Vaccinurile și producerea de anticorpi

Vaccinurile sunt concepute pentru a declanșa producerea de anticorpi înainte de expunerea la un microorganism potențial infecțios. Vaccinurile folosesc fie o versiune slăbită a microorganismului (una care nu poate provoca infecția), fie o proteină izolată care imită o structură antigenică la suprafața microorganismului.

Astfel, vaccinul oferă o expunere inițială relativ sigură pentru a genera planul pentru protecția viitoare. Vaccinurile generează un răspuns imunitar inițial pentru a crea anticorpi IgM și un răspuns secundar care asigură un aport de anticorpi IgG. Anticorpii generați de vaccin oferă protecție pe termen lung, cu răspuns rapid (denumită imunitate). Uneori, se fac vaccinări suplimentare de rapel după prima vaccinare pentru a crește concentrația anticorpilor din sânge la un nivel considerat suficient pentru asigurarea unei imunități adecvate.

Sursă foto: Shuttertstock
Bibliografie:
Live Science - What are antibodies
https://www.livescience.com/antibodies.html
MBL Life Science - What are antibodies?
https://ruo.mbl.co.jp/bio/e/support/method/antibody.html
MedlinePlus - Immunoglobulins Blood Test
https://medlineplus.gov/lab-tests/immunoglobulins-blood-test/
Lab Tests Online - Antibody identification
https://www.labtestsonline.org.au/learning/test-index/antibody-tests
What is Biotechnology - Monoclonal antibodies
https://www.whatisbiotechnology.org/index.php/science/summary/mabs/monoclonal-antibodies-comprise-a-third-of-all-new-drugs

Te-ar mai putea interesa și...

TE-AR MAI PUTEA INTERESA ȘI