Αντιγόνο Κάθε ουσία που ερχόμενη σε επαφή με μια ειδική κατηγορία πρωτεϊνικών μορίων, τα αντισώματα, ή με μια ειδική στερεοδομή, τον υποδοχέα του Τ-λεμφοκυττάρου, μπορεί να αντιδράσει στερεοχημικά με αυτά και να συνδεθεί μαζί τους με μια σχετικά ισχυρή δύναμη σύνδεσης.
Αντιγόνο και ανοσογόνο Ανοσογόνο (Immunogen) Αντιγόνο (Antigen)
Αντιγόνο (antigen): Κάθε ουσία που ερχόμενη σε επαφή με μια ειδική κατηγορία πρωτεϊνικών μορίων, τα αντισώματα, ή με μια ειδική στερεοδομή, τον υποδοχέα του Τ- λεμφοκυττάρου, μπορεί να αντιδράσει στερεοχημικά με αυτά και να συνδεθεί μαζί τους με μια σχετικά ισχυρή δύναμη σύνδεσης. Ανοσογόνο (immunogen): Κάθε ουσία που εισερχόμενη στον οργανισμό προκαλεί παραγωγή ειδικών κατ αυτής αντισωμάτων και κυτταρολυτικών Τ-λεμφοκυττάρων, να επάγει δηλαδή χυμική ή κυτταρική ανοσολογική απάντηση.
Χημική φύση των αντιγόνων Πρωτεϊνες Ετεροσακχαρίτες Πολυνουκλεοτίδια Λιπίδια Απτίνες
Gal Galsam Glu Galsam Fuc Gal Glusam Thr Ser Ala Thr Met Gly Tyr Lys Asp Val
ΑΠΤΙΝΕΣ NO2 DNP NO2 Ala Cys Thr Lys Ala Glu Asp Ser Carrier-protein Οι α π τ ι ν ε ς (haptens) είναι μικρές χημικές ενώσεις που συνήθως φέρουν στο μόριό τους έναν ή περισσότερους κλειστούς δακτυλίους, συνήθως βενζολικούς ή ιμιδαζολικούς. Οι απτίνες προσκολλώνται εύκολα πάνω σε πρωτεϊνικά μακρομόρια και συνδέονται μαζί τους με χημικό δεσμό που αναπτύσσεται μεταξύ ελεύθερων δραστικών αμινομάδων ή καρβοξυλομάδων του μορίου τους και ορισμένων αμινοξέων της πολυπεπτιδικής αλύσου, ιδιαίτερα της λυσίνης.
Ανοσογονικότητα Η ανοσογονικότητα του αντιγόνου δεν αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό όπως τα φυσικοχημικά του γνωρίσματα αλλά λειτουργική ιδιότητα που εξαρτάται τόσο από το ίδιο το αντιγόνο όσο και από τις γενικότερες συνθήκες του βιολογικού συστήματος με το οποίο έρχεται σε επαφή.
Ανοσογονικότητα Είδος ζώου Ποσότητα του ενεθέντος αντιγόνου Τρόπος χορήγησης Μοριακό βάρος Χημική πολυπλοκότητα Γενετική σύνθεση, ηλικία Η δυνατότητα αποδόμησης από τα ένζυμα των μακροφάγων
Ανοσογονικότητα Είδος του ζώου Απαραίτητη προϋπόθεση για την έκφραση της ανοσογονικότητας ενός αντιγόνου αποτελεί η γενετικά καθορισμένη ικανότητα του ζώου να αναγνωρίζει το συγκεκριμένο αντιγόνο ως ουσία ξένη προς τον οργανισμό του.
Ανοσογονικότητα Ποσότητα αντιγόνου Ο τίτλος του παραγόμενου αντισώματος και ο αριθμός των παραγόμενων κυτταρολυτικών Τ- λεμφοκυττάρων (ένταση της ανοσολογικής απάντησης του οργανισμού στο αντιγόνο) εξαρτάται από το ποσό του ενεθέντος αντιγόνου (optimum concentration).
Ανοσογονικότητα Οδός χορήγησης Ενδοδερμική > Υποδόρια > ενδοπεριτοναϊκή > ενδοφλέβια
Ανοσογονικότητα Μοριακό βάρος του αντιγόνου Το μοριακό βάρος του αντιγόνου είναι κατά κανόνα πάνω από 100 kd. Ασθενείς ανοσογονικές ιδιότητες μπορεί να παρουσιάσουν, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, και χημικά μόρια με μικρότερο μοριακό βάρος, ακόμη και κάτω των 1000 D, οπωσδήποτε όμως μικρά μόρια, όπως τα αμινοξέα και οι μονοσακχαρίτες, στερούνται ανοσογονικών ιδιοτήτων. Δεν υπάρχει, ωστόσο, ένα συγκεκριμένο μοριακό βάρος πάνω από το οποίο το μόριο είναι ανοσογόνο και κάτω από το οποίο στερείται ανοσογονικών ιδιοτήτων.
Ανοσογονικότητα Χημική πολυπλοκότητα Για να είναι ανοσογόνο ένα χημικό μόριο πρέπει να έχει κάποια χημική πολυπλοκότητα. Μακρομόρια φτιαγμένα από όμοιες επαναλαμβανόμενες μονάδες δομικών μορίων (ομοπολυμερή), όπως είναι για παράδειγμα το γλυκογόνο και τα συνθετικά πολυπεπτίδια του τύπου πολυ-l-λυσίνης, είναι ασθενέστατα ή καθόλου ανοσογόνα, ενώ τα μακρομόρια που αποτελούνται από ανόμοιες μεταξύ τους επαναλαμβανόμενες δομικές μονάδες (ετεροπολυμερή), όπως είναι για παράδειγμα τα φυσικά πολυπεπτίδια και οι ετεροσακχαρίτες, έχουν ισχυρές ανοσογονικές ιδιότητες. Όσο πιό πολύπλοκο στη χημική δομή του είναι ένα βιολογικό μακρομόριο τόσο και περισσότερο ισχυρό ανοσογόνο είναι.
Ανοσογονικότητα Γενετικοί παράγοντες Ηλικία Πολυμορφία του MHC, των υποδοχέων του Β και Τ κυττάρου και πρωτεϊνών που συμμετέχουν σε ανοσορυθμιστικούς μηχανισμούς. Κατάσταση θρέψης του ατόμου
Ανοσογονικότητα Η ανοσογονικότητα μιας ουσίας καθορίζεται και από τη δυνατότητα αποδόμησής της από τα ένζυμα των μακροφάγων
Ανοσογονικότητα Η απάντηση στα ανοσογόνα ενισχύεται με τη χορήγησή τους σε μείγμα με ουσίες που χαρακτηρίζονται ως βοηθήματα της ανοσίας (adjuvants of immunity)
Βοηθήματα ανοσίας (Adjuvants) Παρατείνουν την επαφή του ανοσογόνου με τον οργανισμό Αυξάνουν το δραστικό μέγεθος Προκαλούν μη-ειδική διέγερση των λεμφοκυττάρων Επάγουν την δημιουργία κοκκιώματος
Όνομα ενισχυτή Ατελές ενισχυτικό Freud Πλήρες ενισχυτικό Freud Υδροξείδιο αλουμινίου Υδροξείδιο αλουμινίου με Μπορτετέλλα κοκκύτη Σύσταση Εναιώρημα ελαίου σε νερό Εναιώρημα ελαίου σε νερό με νεκρά μυκοβακτηρίδια Γέλη υδροξειδίου του αλουμινίου Γέλη υδροξειδίου του αλουμινίου με θανατωμένη Μπορτετέλλα. Μηχανισμός δράσης Βραδεία απελευθέρωση αντιγόνου. Αυξημένη πρόσληψη από Μφ Βραδεία απελευθέρωση αντιγόνου. Αυξημένη πρόσληψη από Μφ. Επαγωγή μορίων συνδιέγερσης στα Μφ. Βραδεία απελευθέρωση αντιγόνου. Αυξημένη πρόσληψη από Μφ Βραδεία απελευθέρωση αντιγόνου. Αυξημένη πρόσληψη από Μφ. Επαγωγή μορίων συνδιέγερσης στα Μφ.
Αντιγονικός επίτοπος (epitope) ή αντιγονικός καθοριστής (antigenic determinant) λέγεται κάθε προέχουσα χημική διαμόρφωση πάνω στην εξωτερική επιφάνεια του αντιγόνου που μπορεί να συνδεθεί στερεοχημικά με το ομόλογό της αντίσωμα ή τον ομόλογο της μεμβρανικό υποδοχέα του Τ-λεμφοκυττάρου.
ΕΠΙΤΟΠΟΙ ΠΡΩΤΕΙΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΓΟΝΩΝ Στα πρωτεϊνικά αντιγόνα ο επίτοπος σχηματίζεται από την αλληλουχία 4-6 αμινοξέων, με συχνή την παρουσία ανάμεσα σε αυτά την λυσίνη, τρυπτοφάνη, γλουταμίνη, τυροσίνη, φαυνυλαλανίνη Lys-Try-Glu-Tyr-Fen lysine
Επίτοποι πρωτεϊνικών αντιγόνων Γραμμικοί επίτοποι (linear epitopes) Νεοεπίτοποι (neoepitopes) (εμφανίζονται μετά από φωσφορυλιώσεις ή πρωτεόλυση, δηλαδή μετά από αντιδράσεις που αλλάζουν τη στερεοδομή των πρωτεϊνών)
Επίτοποι σακχαρικών αντιγόνων Στα σακχαρικά αντιγόνα, οι προέχοντες επίτοποι σχηματίζονται από 4-6 μονοσάκχαρα σε συνεχή ή πλευρική σύνδεση. Τα συνηθέστερα μονοσάκχαρα είναι η γλυκόζη, η γαλακτόζη, η φουκόζη, η γλυκοζαμίνη και η γαλακτοζαμίνη. Τέτοιες μικρές ετεροσακχαρικές άλυσοι βρίσκονται συνήθως πάνω σε άλλα μεγάλα πολυσακχαρικά μόρια ή πάνω σε πρωτεϊνες (γλυκοπρωτεϊνες), ή ακόμη και σε λιπίδια (γλυκολιπίδια). Κάθε αλλαγή σε ένα ή περισσότερα από τα μονοσάκχαρα που σχηματίζουν τον επίτοπο, είναι ικανή να αλλάξει σε μεγάλο βαθμό τη μορφή της προέχουσας στερεοχημικής διαμόρφωσης ώστε να προκύψει τελικά ένας νέος αντιγονικός επίτοπος. Κλασικό παράδειγμα αποτελούν τα αντιγόνα Α και Β των ερυθροκυττάρων του ανθρώπου.
Ιδιότητες Τ-κυτταρικών επιτόπων Οι αντιγονικοί επίτοποι που αναγνωρίζονται από τον TCR είναι ολιγομερή πεπτίδια. Τα αντιγονικά πεπτίδια που αναγνωρίζονται από τα Τ-κύτταρα σχηματίζουν τριμοριακά συμπλέγματα με τον TCR και το MHC. Για τον σχηματισμό των πεπτιδίων που αντιδρούν με τον TCR απαιτείται ενδοκυττάρια επεξεργασία του αντιγόνου. APC MHC molecule TCR T cell
Υπεραντιγόνα (Superantigens) Τα υπεραντιγόνα αναγνωρίζονται από αλληλουχίες έξω από τις συμβατικές θέσεις σύνδεσης τόσο του TCR όσο και του MHC. Η σύνδεση επιτρέπει την ενεργοποίηση των Τ-κυττάρων κατά μη-ειδικό τρόπο. Παράδειγμα: σταφυλοκοκκική εντεροτοξίνη και η τοξίνη του συνδρόμου του τοξικού shock που παράγονται από τον staphylococcus aureus και ευθύνονται για το σηπτικό shock.
Θυμοεξαρτώμενα και θυμοανεξάρτητα αντιγόνα Θυμοεξαρτώμενα αντιγόνα Πρόκειται για πρωτεϊνικά αντιγόνα επάγουν την παραγωγή αντισωμάτων από τα Β-κύτταρα μόνο παρουσία βοηθητικών Τ- κυττάρων. Θυμοανεξάρτητα αντιγόνα Πρόκειται για μη-πρωτεϊνικά αντιγόνα που επάγουν την παραγωγή αντισωμάτων από τα Β-κύτταρα χωρίς την παρουσία βοηθητικών Τ-κυττάρων. Η αντισωματική απάντηση στα αντιγόνα αυτά γίνεται σε ορισμένες περιοχές του λεμφικού ιστού όπως στη marginal zone του σπληνός.
Σχεδόν κατά κανόνα, στον αντιγονικό επίτοπο που προέχει στην εξωτερική επιφάνεια του αντιγονικού μορίου, υπάρχουν χημικές ομάδες (αμινομάδες και καρβοξυλομάδες) που μπορούν να ανταλλάξουν ηλεκτρόνια με ανάλογες ομάδες που βρίσκονται σε παρακείμενα χημικά μόρια, ή να συνδεθούν μαζί τους με υδρογονικούς δεσμούς, ή ακόμη να συγκρατηθούν κοντά τους με δυνάμεις Van der Waals. Ενίοτε αναπτύσσονται και υδρόφοβες δυνάμεις εάν τύχει να βρεθούν υδρόφοβες χημικές ομάδες του επίτοπου απέναντι σε υδρόφοβες ομάδες της παρακείμενης χημικής δομής. Ολες αυτές οι χημικές ομάδες του επίτοπου που μπορούν να αντιδράσουν στερεοχημικά με ανάλογες ομάδες μιας άλλης παρακείμενης στερεοδομής, όπως είναι για παράδειγμα το αντίσωμα, και να συνδεθούν μαζί τους με τις παραπάνω μη-ειδικές χημικές δυνάμεις σύνδεσης, φέρονται ως ελεύθερες ή διαθέσιμες δραστικές χημικές ομάδες.
Για κάθε αντιγονικό επίτοπο παράγονται στον οργανισμό πολλά αντισώματα έτσι ώστε η έννοια της απόλυτης ειδικότητας του αντισώματος με τον επίτοπο δεν είναι ακριβής. Τα αντισώματα συνδέονται με ένα συγκεκριμένο αντιγονικό επίτοπο με διαφορετική γωνία σύνδεσης και με διαφορετική ευκολία που καθορίζει τη συγγένεια (affinity) του αντισώματος με τον επίτοπο. Η δύναμη σύνδεσης των επιμέρους αντισωμάτων με τον αντιγονικό επίτοπο ορίζει τον βαθμό ειδικότητας του αντισώματος (avidity). Για κάθε αντίσωμα υπάρχει ένα άριστο θερμικό εύρος σύνδεσης με τον ομόλογο αντιγονικό επίτοπο.