El sistema inmune es una compleja máquina que nos mantiene a salvo de posibles infecciones por organismos patógenos del exterior. Esta compleja máquina, en su nivel más básico, depende de que unas proteínas especializadas llamadas anticuerpos sean capaces de reconocer aquellas partículas externas potencialmente patógenas que conocemos como antígenos.
- Conceptos y características
+ Antígeno
Antígeno es una sustancia extraña al organismo, capaz de unirse a un anticuerpo o a un TCR (T Cell Receptor).
+ Anticuerpo
Los anticuerpos son glucoproteínas del tipo gamma globulina. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como receptor de los linfocitos B. Los anticuerpos son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar elementos extraños tales como bacterias, virus o parásitos.
+ Inmunógeno
Un inmunógeno es una sustancia con capacidad para unirse a un BCR (B Cell Receptor) o a un TCR y es, por sí solo, capaz de estimular una respuesta inmune y convertirse en “diana” de dicha respuesta. Todos los inmunógenos son antígenos. Exposiciones secundarias al inmunógeno conducen a respuestas más enérgicas y rápidas (respuestas secundarias o de memoria).
+ Hapteno
Son moléculas pequeñas de bajo peso molecular, incapaces de producir una respuesta inmunológica por sí mismas. Necesitan unirse a una proteína transportadora, conocida como carrier o transportador, para provocar una respuesta inmunológica.
- Inmunogenicidad de un antígeno
La inmunogenicidad es la capacidad o propiedad que permite a una sustancia inducir una respuesta inmune detectable.
+ Factores de los que depende la inmunogenicidad de un antígeno
Los factores de los que depende se pueden resumir en los siguientes:
. La condición de sustancia extraña. Mayor respuesta mientras más extraña sea a la especie.
. El peso molecular, será mayor la respuesta a mayor tamaño.
. La composición y complejidad química. Cuanta mayor complejidad posea la molécula, más inmunógena es.
. La capacidad de ser degradado por enzimas macrofágicas. Una vez que es degradado, el macrófago tiene la capacidad de destruirlas y si no, las expone al exterior junto con moléculas del MHC y las presenta al linfocito T.
- Adyuvantes o coadyuvantes
Adyuvantes o coadyuvantes son sustancias que cuando se mezclan con el antígeno aumentan la inmunogenicidad.
Se caracterizan porque emulsionan con el antígeno y lo liberan lentamente, por lo tanto, aumenta el tiempo de exposición de ese antígeno al sistema inmune, y también por activar al macrófago mediante la precipitación del antígeno, facilitando la fagocitosis. Muchos adyuvantes provocan un aumento de las señales coestimuladoras. Un ejemplo de adyuvante es la alúmina.
Algunos de los componentes del adyuvante pueden ser potentes activadores de los macrófagos, como el muramil-dipéptido (MDP), que suele ir en la pared de algunos patógenos bacterianos. Otros inducen una reacción inflamatoria y la aparición de granulomas (cuando el sistema inmune produce una inflamación crónica o fibrosis alrededor de una sustancia extraña para evitar una respuesta inmune).
- Determinantes antigénicos y sus tipos
Un epítopo o determinante antigénico es la fracción más pequeña del antígeno que se une a un anticuerpo. El paratopo es la fracción del anticuerpo que se une al antígeno. El epítopo o determinante antigénico es la unidad más pequeña de un antígeno que puede ser identificada por el sistema inmune. Es la parte del antígeno que se une al TCR o al BCR. En el caso del BCR el antígeno se une al bolsillo de la Fab, y en el caso del TCR el antígeno debe estar unido a una molécula de MHC propia que lo ha procesado para que sea reconocido.
La mayoría de los epítopos son proteínas, con lo cual poseen una estructura tridimensional. En el caso de que sean proteínas, la formación de algunos determinantes depende únicamente de la estructura terciaria, por lo que podemos distinguir:
. Determinante conformacional. El anticuerpo solo reconoce al epítopo en su conformación tridimensional. Si el antígeno se desnaturaliza, el anticuerpo deja de reconocer al epítopo.
. Determinante lineal. Puede ser accesible o inaccesible. En el primer caso, el epítopo es reconocido en su forma conformacional. En el segundo caso, solo es reconocido por el anticuerpo cuando se produce la desnaturalización del antígeno.
. Determinante neoantigénico. Puede que un antígeno en su forma conformacional no posea ningún epítopo, pero después de una proteolisis puede producirse nuevos epitopos que son reconocidos por los anticuerpos.
+ Mitógenos
Son sustancias que inducen la división celular de los linfocitos T y B, indistintamente de la especificidad antigénica de estos linfocitos. Un ejemplo de mitógeno serían las lectinas. De las principales lectinas se pueden destacar la concavalina A, la fitohemaglutinina (PHA) y el mitógeno pokeweed (PWM).
+ Superantígenos
Son proteínas (toxinas) que actúan como mitógenos de los linfocitos T. Se caracterizan porque activan el linfocito T sin ser reconocidos por el TCR, es decir, los activan de forma inespecífica provocando una activación rápida y potente. Sólo reconocen áreas del TCR y una parte de la molécula de MHC.
Su importancia radica en su capacidad para activar a muchos linfocitos T, con la consiguiente síntesis de cantidades elevadas de citoquinas y anomalías clinicohistológicas similares al shock séptico. Como ejemplo de superantígeno tenemos la enterotoxina de Staphylococcus, y la toxina del síndrome del shock tóxico (suele ocurrir con los tampones higiénicos femeninos si se sobrepasan los tiempos de uso recomendados).
- Bases estructurales de la unión al antígeno
Los antígenos pueden ser monovalentes o polivalentes. La superficie de un antígeno posee muchos determinantes antigénicos potenciales o epítopos. El número de moléculas de un anticuerpo que pueden unirse a una molécula de antígeno al mismo tiempo define la valencia del antígeno.
Existen impedimentos estéricos que pueden limitar el número de anticuerpos diferentes que pueden unirse a la superficie de un antígeno a la vez, de tal forma que el número de epítopos de un antígeno es siempre mayor o igual a su valencia.
Por ejemplo, un antígeno con dos epítopos puede unirse a dos anticuerpos, y se dice que es un antígeno con dos valencias. Pero si un antígeno tiene 6 epítopos, pero por problemas de espacio sólo es capaz de unirse a 4 anticuerpos, tendrá sólo 4 valencias. Por tanto, el número de epítopos no es siempre igual al número de valencias, puede ser mayor o igual, pero nunca menor.
El tamaño de los complejos inmunes tiene gran importancia, ya que dependiendo de su tamaño pueden a provocar más o menos lesiones. Por ejemplo, los complejos antígeno-anticuerpo pueden producir vasculitis y glomerulonefritis, puesto que la circulación de los complejos por los vasos puede producir la obstrucción de estos y desencadenar procesos inflamatorios.
Los complejos de gran tamaño sólo se forman con grandes cantidades de antígeno y anticuerpo (zona de equivalencia). Estos pueden formar redes que al circular por el torrente circulatorio pueden producir la obstrucción de vasos, al mismo tiempo que procesos inflamatorios a distancia, debido a la propia circulación sanguínea.
Cuando se unen antígenos y anticuerpos se forman complejos inmunes, siendo de pequeño tamaño si hay un exceso de antígenos o de anticuerpos. Sin embargo, si hay niveles similares de antígenos y anticuerpos se da una zona de equivalencia, formándose complejos inmunes de gran tamaño que pueden lesionar los tejidos y el bazo.
+ Fuerzas implicadas en la unión antígeno-anticuerpo
La unión del anticuerpo y el antígeno es una unión no covalente, reversible, y se lleva a cabo por fuerzas de Van der Waals, electrostáticas, hidrofóbicas y puentes de hidrógeno.
+ Afinidad, avidez y especificidad
La afinidad es la fuerza de unión de un único punto entre una fracción ab (Fab) de un anticuerpo monovalente y un antígeno monovalente. Cuanto mayor sea la afinidad del anticuerpo por su antígeno menos anticuerpo será necesario para eliminar al antígeno a concentraciones más reducidas.
La avidez es la fuerza de unión de las dos Fab de un anticuerpo a un antígeno multivalente. Es por consiguiente mayor que la afinidad.
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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, Graduado en Biología por la Universidad de Málaga.