Concetti Chiave
- Gli antigeni di interesse biologico sono macromolecole che legano gli anticorpi solo in specifiche porzioni chiamate epitopi.
- La polivalenza si verifica quando una macromolecola presenta epitopi multipli identici, comune nei polisaccaridi e negli acidi nucleici.
- Le molecole piccole, dette apteni, non possono stimolare da sole una risposta immunitaria, ma lo fanno quando legate a carrier.
- I complessi aptene-carrier inducono risposte immunitarie creando anticorpi specifici per aptene, carrier e il loro complesso.
- Le interazioni tra anticorpi e antigeni sono simili a quelle bi-molecolari, con reazioni reversibili e riconoscimento basato su geometria e chimica.
Indice
Antigeni e epitopi
• Gli antigeni di interesse biologico sono di solito macromolecole che hanno dimensioni molto più grandi di quelle che si riferiscono alla regione che lega l’antigene dell’anticorpo.
• Così un anticorpo lega soltanto una porzione della macromolecola, porzione che viene definita epitopo o determinante antigenico.
Polivalenza e macromolecole
• La presenza di epitopi multipli e identici è detta polivalenza o multivalenza.
• La maggior parte delle proteine globulari non contiene epitopi multipli identici, e non sono quindi dotate di polivalenza, a meno che non siano in forma aggregata.
• Al contrario, i polisaccaridi e gli acidi nucleici sono spesso polivalenti, perché possono contenere epitopi identici multipli.
Apteni e carriers
Solo le macromolecole sono in grado di stimolare i linfociti B nell’attivazione di una risposta anticorpale. Invece, le molecole piccole, come il trinitrofenolo (acido picrico), se inoculate da soli non sono in grado di stimolare la risposta, perché, a causa delle loro piccole dimensioni, da sole occupano uno solo dei paratopi dell’anticorpo; non sono quindi in grado di determinare il cross-linking degli anticorpi di membrana che provoca l’attivazione del linfocita B. Tali molecole piccole sono dette apteni. Sono in grado di attivare i linfociti B quando sono legati covalentemente a molecole più grandi, definite carriers. Quindi i complessi aptene-carrier diventano immunogenici e inducono risposte immunitarie sia contro l’aptene sia contro il carrier.
Risposta immunitaria e anticorpi
Ad esempio, se si immunizza un coniglio con un coniugato aptene-carrier, il suo sistema immunitario riconoscerà il coniugato e si produrrà un antisiero misto, che sarà in grado di produrre 3 tipi di anticorpi: specifici per il carrier (riconosceranno soltanto il carrier), per l’aptene (riconosceranno soltanto l’aptene) e per la zona di unione tra aptene e carrier (riconosceranno il complesso aptene-carrier).
Interazioni anticorpo-antigene
Generalmente gli anticorpi riconoscono delle strutture molecolari (antigeni). Si tratta di molecole in forma nativa, non digerite come nel caso del T Cell Receptor (TCR) che riconosce un peptide associato ad una molecola MHC. Tanto migliore è il riconoscimento dell’epitopo in termini di geometria (ingombro sterico) e di struttura chimica (residui terminali dell’epitopo e del paratopo), tanto migliori saranno le interazioni che si formeranno tra anticorpo e antigene.
I principi di base di questa reazione sono quelli delle interazioni bi-molecolari, come quelle tra enzima e substrato, con la differenza che:
• mentre il substrato subisce delle modificazioni, né l’anticorpo né l’antigene cambiano la loro struttura; sono quindi reazioni reversibili.
• Gli anticorpi sono estremamente eterogenei ed è possibile produrre anticorpi contro quasi qualsiasi sostanza conosciuta.
Domande da interrogazione
- Quali sono le caratteristiche principali degli antigeni di interesse biologico?
- Cosa sono gli apteni e come possono stimolare una risposta immunitaria?
- Come avviene il riconoscimento degli antigeni da parte degli anticorpi?
- Qual è la differenza tra le interazioni anticorpo-antigene e quelle enzima-substrato?
Gli antigeni di interesse biologico sono macromolecole che contengono epitopi o determinanti antigenici. La polivalenza si verifica quando ci sono epitopi multipli e identici, comune nei polisaccaridi e acidi nucleici, ma rara nelle proteine globulari a meno che non siano aggregate.
Gli apteni sono molecole piccole che da sole non possono stimolare una risposta immunitaria. Tuttavia, quando legati a molecole più grandi chiamate carriers, formano complessi aptene-carrier che diventano immunogenici e possono indurre risposte immunitarie.
Gli anticorpi riconoscono strutture molecolari native degli antigeni. Il riconoscimento efficace dipende dalla geometria e dalla struttura chimica dell'epitopo e del paratopo, influenzando le interazioni tra anticorpo e antigene.
A differenza delle interazioni enzima-substrato, dove il substrato subisce modificazioni, nelle interazioni anticorpo-antigene né l'anticorpo né l'antigene cambiano struttura, rendendo queste reazioni reversibili.
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