Concetti Chiave
- Gli antigeni biologici sono macromolecole che contengono epitopi, porzioni specifiche legate dagli anticorpi.
- La polivalenza si riferisce alla presenza di più epitopi identici, comune in polisaccaridi e acidi nucleici, ma rara nelle proteine globulari.
- Gli apteni sono piccole molecole che necessitano di legarsi a carrier più grandi per attivare una risposta immunitaria efficace.
- Quando si immunizza un organismo con un coniugato aptene-carrier, si producono anticorpi specifici per ciascuno dei componenti del complesso.
- Le interazioni tra anticorpi e antigeni sono reversibili e non comportano modifiche strutturali, a differenza delle interazioni enzima-substrato.
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
- Cosa sono gli epitopi e qual è il loro ruolo nella risposta immunitaria?
- Qual è la differenza tra polivalenza e macromolecole?
- Cosa sono gli apteni e come interagiscono con i carriers?
- Come avviene il riconoscimento tra anticorpi e antigeni?
Gli epitopi, o determinanti antigenici, sono porzioni specifiche di macromolecole che vengono legate dagli anticorpi. Solo una parte dell'antigene è riconosciuta, e questa interazione è fondamentale per l'attivazione della risposta immunitaria.
La polivalenza si riferisce alla presenza di epitopi multipli e identici su una macromolecola. Mentre molte proteine globulari non presentano polivalenza, i polisaccaridi e gli acidi nucleici spesso la possiedono grazie alla loro struttura.
Gli apteni sono molecole piccole che non possono stimolare una risposta immunitaria da sole. Tuttavia, quando legati covalentemente a macromolecole più grandi, chiamate carriers, formano complessi immunogenici che attivano i linfociti B.
Gli anticorpi riconoscono strutture molecolari in forma nativa, e l'efficacia di questo riconoscimento dipende dalla geometria e dalla struttura chimica dell'epitopo e del paratopo. Le interazioni sono reversibili e non comportano modifiche strutturali per anticorpi e antigeni.
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