Антитела. Строение, свойства, продукция.

Антигены.

Антигены – вещества генетически чужеродные для того организма куда они поступают, которые попав в организм вызывают разные формы иммунного ответа.

           Основные всойства антигенов:

1. Чужеродность при парентеральном введении
2. Антигенность (специфичность)
3. Имунногеннность.

Чужеродность: лучше всего проявляется на белках, антигены всегда органические вещества. В структуре белковых молекул реализуется специфичность работы генома каждого организма, такие вещества как аминокислоты, моносахара, азотистые основания, простые соединения (химические элементы) имеют у всех организмов одинаковую структуру и антигенами не явояются. Есть сильные антигены – микробные экзотоксины, белки сыворотки крови и слабые антигены – желатин, гемоглобин, инсулин (антигенные свойства связаны с низкой молекулярности). Антигенность зависит так же от молекулярной массы. Чем больше различий в аминокислотной последовательности тем выше антигенные свойства. Например такие белки как гистоны, за 1,5 млрд лет в них произошли всего 2 аминокислотных замены.

Полисахариды антигенные свойства слабее, поэтому они, а также липо-поли-сахаридные комплексы проявляют антигенные свойства слабенько, но некоторые например моно, олиго сахара, липиды являются гаптенами т.е. неполноценными антигенами.

Полноценные антигены при введении в организм вызывают иммунный ответ и способны с антителами или Т-лимфоцитами взаимодействовать как in vivo так и in vitro. Им присуще 2 функции:

Ø Вызвать иммунный ответ

Ø Способны вступить с ними в взаимодействие

Неполноценным антигенами присуще только способность вступать в взаимодействие и не способны вызвать образование антител. Гаптены легко соединяются с белками носителями и в таком виде становятся полноценными антигенами при этом их специфичность определяется молекулами гаптена, а белок выполняет роль носителя. Что бы превратить в гаптен в антиген надо присоединить белок.

Липиды, глицерины – являются гаптенами. Нуклеиновые кислоты – слабые антигены.

Антигенные свойства зависят от дозы, от метода введения и от жесткости его структуры (насколько устойчив к протеолитическим ферментам)

Антигенные совйства могут быть усилены если к антигену добавить адъювант – неорганические вещества (гидроксид алюминия, квасцы, липиды; синтетические – полиоксидон; органические – цитоксины). Адъюванты повышают антигенные свойства и усиливают иммунный ответ т.е. имунногеность.

Специфичность: ей обладают поверхностные структуры антигена и носят название активных центров (эпитопов) именно эти группы распознаются макрофагами, В-лимфоцитами и является активными центрами антигена. Количество этих групп разнообразное. Активные центры антигена определяют силу связи между антигеном и антителом т.е. определяю последнюю стадию иммунного ответа.

Среди гаптенов различают полугаптены – неорганические радикалы (йод, бром, азот, -ОН), которые присоединяясь к белковой молекуле могут изменять специфичность и они вызывают выработку антител, которые и располагаются на поверхности полного белкового антигена.

Проантигены – гаптены, которые соединяются с белками организма при введении парентерально и сенсибилизировать такой организм как аутоантиген. В качестве проантигена может выступить любой лекарственные препарат.

Классификация антигенов.

Ø Видоспецифические

Ø Типоспецифически

Ø Группоспецифические

Ø Общие антигены

Ø Гетероантигены

Микробные антигены

Сосредоточены в клеточной стенке: белки определяют группу О-соматически антигенов (термостабилен) может иметь липополисахаридную природу, поверхносные белки группу К-антигенов, типоспецифичные. Жгутики – Н-антигены это белок флагелин (термолябилен). Экзотоксины так же антигены, эксоферменты (плазмокоагулаза).

Например: E. Coli О₁₁₁, К₅₆ (род, вид, тип (111,56) – серовар, типоспецифический антиген). S. Typhy О₉ (т.е. относится к группе Д). Есть общие антигены внутри семейства, но всегда есть видовые и сероварные антигены изучая антигенную структуру можно идентифицировать бактерии.

           Гетероантигены: общие антигены между бактериями и другими биологическими объектами например: человек – сифилитическая трепонема. Второе их название перекреснореагирующие антигены (ПРА) способны реагировать с антителами поэтому антитела на трепонему могут реагировать с тканями и запускать аутоиммунный процесс.

Антигены вирусов.

Нуклеиновая кислота вместе с капсидными белками у простых вирусов. У сложных вирусов есть еще суперкапсид и на поверхности этой оболочки есть липротеиновые антигены (обозначаются цифрами). Например у гриппа: имеет нейроамидазный антиген (около 5), Н₁, Н₅(птичий грипп). С помощью них вирус адсорбируется на поверхности эритроцитов и склеивает их, нейроамидазный адсорбируется на мембранах клеткок. По антигенным свойствам можно идентифицировать вирусы.

Антигены тела человека.

Изоантигены (индивидуальные антигены). Представлены на различных органах.

Эритроцитарная система (АВО, Rh) – по ним делят на группы крови и резусы. Их более 70, но практически используются только АВО и резус.

В большей степени изоантигены изучены на лейкоцитах т. о образуется система гистсовместимости по индивидуальным тканевым антигенам (Мaior Нistocompa Tibiliti Сomplex) или НLA. Совместимость по этой системе проводится в случае пересадки органов и костного мозга, Эти антигене генетически детерминированы, сцепеленны с генами иммунного ответа. МНТС разделены на 3 класса:

1. Предствалены на поверхности всех ядер клеток нашего организма
2. Представлены на поверхности имунокомпетентнык клеток
3. Представлены на белках системы комплемента

Функции:

1 класс позволяет разделять свое от чужого, 2 класс участвует в двойном распознавании антигена, могут усилить иммунные ответ, заставить клетку дифференцироваться.

           Врачи еще различают опухолеспецифические антигены, эмбриональные антигены, маркерные опухолевые, трансплантационные антигены (сингенные – собственные, однояйцевых близнецов, чистых линий животных, аллогенные – взяты от другого человека, другой линии животных, ксеногенные – взятые от другого биологического вида(например человеку лимфоциты свиней)).

 

Антитела.

           Имуноглобудины, γ-глобулины – синонимы антител.

           Антитела – специфические белки синтезируемые в организме в ответ на поступление антигена находятся в сыворотке крови и находятся в γ-глобулиной фракции сыворотки крови. Составляют основу гуморального иммунитета. Приблизительно в сыворотки крови человека γ-глобулиновая фракция составляет 20%.

           Строение антител: молекула Ig- состоит из двух идентичных, тяжелых цепей Н и 2-х легких L цепей которые соединяются между собой дисульфидными мостиками. Структурной единицей Ig являетмся мономер состоящий из 2 Н и 2 L цепей. Среди него различают вариабельную часть и константную часть. Вариабельная часть Н и L цепей составляют фаг-фрагмент к которому присоединяется антиген (2 штуки) специфичность этой связи носит название аффиности антитела, скорость и прочность связи определяет авидность. Константный фрагмен – отвечает за неспецифические функции антител: связь с комплементом, связь с фагоцитами, тучными клетками.

           В зависимости от структуры строение, формы Н-цепей различают 5 классов Ig:

1. IgM -
2. IgG
3. IgA
4. IgE
5. IgD

	IgM	IgG	IgA	IgE	IgD
Молекулярная масса	900	160	160-400
Количество мономеров	5	1	2
Валентность	10	2	4
Прохождение ч/плаценту	-	+	±
Константа седиментации	19S	7S
Функции	Участвуют в агглютинации, преципитации, активации, опсанизации, антибактериальная активность, нейтрализуют токсины	То же

IgA – бывают 2 варианта: сывороточные и секреторные, продуцируются клетками эпителия кишечника. Секторные это диметры есть компонент который защищает его от секретов пищеварительного сока, слюны, они обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек.

IgE – свидетели аллергических реакций, в сыворотке крови появляются при аллергических реакциях немедленного типа, взаимодействуют с тучными клетками и заставляют продуцировать гистамин, что определяет аллергии немедленного типа (крапивница, анафилаксия).

IgD – мономеры, склонны к агрегации, продуцируются зрелыми В-лимфоцитами к 10 годам появляются при аутоиммунной патологии, беременности.

Свойства антител.

Нормальные антитела – естественные антитела которые присутствуют в любой сыворотке человека, животного и дают базальный уровень иммуноглобулинов: антиэритроцитарные антитела, противобактериальные. Эти антитела постоянны в организме, дополнительной антигенной стимуляции не требуется все перечисленные микроорганизмы постоянно контактируются с человеком.

Моноклональные антитела – это антитела к одной антигенной детерминанте они принадлежат к одному классу, подклассу аллотипу имеют один вид легких цепей, имеют одинаковую аффиность поскольку моноклональные антитела образуются одним клоном В-лимфоцитов и поэтому эти антитела гомогенные, когда иммунизируют человека вакцинным препаратов или после болезни в сыворотке человека появляется антитела к разным антигенным детерминантам. И поэтому иммунные сыворотки от переболевших или иммунизированных гетерогенны. Гетерогенность антител снижает чувствительность методов индикации антигенов с помощью сывороток.

Получают моноклональные тела методом in vivo гибридом разработанным в 1975 году Келлером и Мильштейном (Нобелевская премия). Суть получение антител этим методом состоит в следующем:

1. этап: Получение гибридому и отбор клеток. Мышь иммунизируют антигеном, после иммунизации берут селезенку и получают из нее лимфоциты, которые должны превращаться в плазматическую клетку продуцирующие антитела. Другую мышь (Balb C) с плазмоцитомой (опухолевый процесс поражающий селезенку) в органах этой мыши есть опухолевая плазматическая клетка, которую совмещают с нормальными клетками от здоровой мыши в присутствии полиэтиленгликоля, которые помогают гибридизации. Получившиеся клетки отбирают на селективной среде – ГАТ (гипоксантин – аминоптерин – тинидин) в этой среде погибнут нормальные клетки, опухолевые клетки, а гибридомные выживут и будут расти.

2. этап: Отбор клеток нужных продуцентов. Проводится методом тестирования на искомые антитела. Делают с помощью иммунологических реакций ИФА, РИФ, пластинки с имобилизированным антигеном

3. этап: Клонирование гибридомных клеток много раз на специальной питательной среде.

4. этап: Консервирование – сипользуют низкие температуры

5. этап: Получение моноклональных антител. Гибридломные клетки вводят внутрибрюшинно белым мышам (здоровым) они там размножаются у них возникает асцит в котором содержится много моноклональных антител.

Второй метод: размножение гибридомных антител на культуре и они там продуцируют антитела (in vitro).

Моноклональные антитела получены к антигенным детерминантам Т (СД 4) и В-лимфоцитов. МКА используются для идентификации Т и В – лимфоцитов и их субпопуляции, которые определяют активность, продукцию лимфокина. МКА получены для идентификации цитокинов в сыворотке, ВИЧ-вируса, для диагностики определяют антигенные детерминанты вещества. МКА используют в онкологии для терапии опухолевых заболеваний. МКА для таксономических идентификаций.

В последнии годы гибридому культивируют с помощью аппарата цитостат куда подается питательная среда и гибридомность поддерживается автоматически → большое количество генетически гомогенных антител.

Полные и неполные антитела: Деление основано на способности полных антител образовывать в результате иммунологической реакции с антигеном комплекс видимый невооруженным глазом (агглютинация) при преципитации этот комплекс называется преципитат (т.е. аморфный осадок). У полного антитела имеетя две и более валентности (активных центров) и взаимодействия с антителом образует решетку. (IgM, IgG, IgA) Неполное антитело моновалентное и взаимодействуя с антителом связывает одну детерминанту и этот комплекс мы не видим поэтому они еще называются блокирующими антителами. Поэтому для выявления неполных антител требуется специальный метод Кумбса при котором используются вторичные антитела, и оно садится на первичное антитело и тогда этот антиген свяжется в макроагрегат.

Комплимент связывающие несвязывающие антитела. Связывающие взаимодействуют с комплментом с помощью FС-фрагменту и дальше идет реакция связывания комплемента. Несвязывающие не взамодействуют с комплементом.

Антитела абзимы – абзимология (антитела ферменты), катализаторы биохимических процессов. У мноих Ig есть ферментативная активность (протеазная, нуклеазная). Есть антитела ферменты и на другие разновидности веществ. Считают что эти свойства антител очень древние.

Бифункциональные антитела: обладают две специфичности фаг-фрагментов т.е могут присоединять два антигена разной специфичности.

Имунотоксины: гибрид молекулы Ig с токсином. Эти антитела получают методом биотехнологии. Присоединяя к Ig молекулу токсина такое антитело способно направленно доставить токсин к клетке мишени (опухолевой) и нарушить метаболизм этой клетки. Используют в лечении опухолей, аллергий.