Anticorpi

DOMANDE:

- Attivazione delle cellule B

- Struttura e produzione degli anticorpi

- Meccanismi effettori degli anticorpi

Riconoscimento degli antigeni: differenze tra TCR e anticorpi:

I TCR riescono a riconoscere solo i peptidi derivati dalla degradazione dell’antigene e presentati

● dalle cellule MHC di classe I o II, espresse rispettivamente sulle cellule mononucleari e le APC.

I BCR riconoscono l’antigene in maniera indipendente, e ne riconoscere un’ampia gamma, non

● solo peptidi e proteine:

- Metaboliti

- Zuccheri

- Lipidi

- Ormoni

- Carboidrati complessi

- Fosfolipidi

- Acidi nucleici

Gli immunogeni sono antigeni in grado di attivare i linfociti e scatenare una risposta immunitaria.

Sono quindi "immunogenici" perché stimolano il sistema immunitario. Altre molecole, chiamate

apteni, da sole non riescono ad attivare i linfociti, ma riescono ad attivare i linfociti dopo che si

sono legati ad una molecola trasportatrice.

Gli anticorpi sono proteine circolanti (o glicoproteine, dato che contengono anche zuccheri)

prodotte in risposta all'esposizione ad antigeni. Gli anticorpi possono esistere in due forme:

Secreti nel sangue: Circolano nel plasma o siero e proteggono l'organismo neutralizzando tossine

● e prevenendo l'ingresso di patogeni nei tessuti. In realtà fra gli anticorpi secreti non abbiamo solo

quelli del sangue, ma li troviamo anche nei tessuti e nelle mucose → Il titolo anticorpale (o titer in

inglese) è una misura della concentrazione di anticorpi nel siero, utilizzata comunemente in

sierologia per valutare la risposta immunitaria.

Associati alla membrana dei linfociti B: In questo caso, gli anticorpi sono collegati ai linfociti B

● come recettori per antigeni (BCR, B cell receptor). Quando un antigene si lega al BCR, può

innescare l'attivazione dei linfociti B, portando alla produzione di anticorpi. 1

MACROMOLECOLE:

MONOVALENTI Le molecole monovalenti sono macromolecole (come le proteine) che

- →

presentano diversi determinanti antigenici o epitopi, ognuno dei quali può essere riconosciuto da

anticorpi differenti. Un epitopo infatti è la specifica porzione di una molecola che può essere

riconosciuta da un anticorpo.

- POLIVALENTI Le molecole polivalenti o multivalenti sono macromolecole come gli acidi

→

nucleici e i polisaccaridi, che sono formati dalla ripetizione di unità monomeriche, questa struttura

ripetitiva permette ad un anticorpo di legarsi, anche in maniera diversa, a più unità identiche o

simili lungo la catena della macromolecola.

DETERMINANTI O EPITOPI

- DETERMINANTI LINEARI = si tratta di una sequenza continua di aminoacidi, solitamente di

circa 6 aminoacidi, facente parte della struttura primaria; nella proteina questa sequenza può

essere nascosta all'interno della struttura tridimensionale. Tuttavia, quando la proteina viene

denaturata (cioè perde la sua struttura tridimensionale), la sequenza lineare diventa esposta e può

essere riconosciuta dall'anticorpo. Alcuni anticorpi riconoscono determinanti lineari solo nella

proteina denaturata, mentre altri possono riconoscerli sia nella proteina nativa che denaturata, se

la sequenza è esposta.

- DETERMINANTI CONFORMAZIONALI = Gli anticorpi che riconoscono determinanti

conformazionali sono in grado di legarsi alla proteina nella sua struttura tridimensionale. In

questo caso, il determinante è formato da aminoacidi che non sono vicini nella sequenza primaria,

ma che sono portati vicini dalla piegatura della proteina nella sua struttura tridimensionale.

Se la proteina viene denaturata, questi determinanti conformazionali perdono la loro forma e

l'anticorpo non può più riconoscerli.

- NEO-DETERMINANTI ANTIGENICI = sono riconosciuti da anticorpi solo dopo che la proteina è

stata tagliata da un enzima proteolitico, si trovano vicino al sito di proteolisi. Prima del taglio,

questi epitopi potrebbero essere nascosti o non esistenti.

Il legame tra un anticorpo (Ab) e un antigene (Ag) è mediato da interazioni non covalenti, come

forze elettrostatiche, legami ad H, Forze di Van der Waals, interazioni idrofobiche…

La forza con cui un singolo sito di legame di un anticorpo si lega a un epitopo specifico su un

antigene è misurata con l'AFFINITÀ, rappresentata dalla costante di dissociazione (Kd), che indica

quanto facilmente il complesso antigene-anticorpo si dissocia:

- Affinità alta significa che il legame tra anticorpo e antigene è forte e stabile (Kd basso).

- Affinità bassa significa che il legame è debole e il complesso si dissocia più facilmente (Kd alto).

2

Mentre L'avidità è la forza complessiva del legame tra l'anticorpo e l'antigene, tenendo conto del

numero di siti di legame. Un anticorpo con più siti di legame (bivalente o polivalente) può legarsi a

più epitopi sull'antigene, aumentando la stabilità complessiva del legame.

CARATTERISTICHE DEL RICONOSCIMENTO ANTICORPO-ANTIGENE:

- Specificità, ogni anticorpo si lega a un epitopo specifico. Si possono verificare fenomeni di

cross-reattività → un anticorpo, progettato per legarsi a un antigene specifico, si lega anche ad

altri antigeni non specifici. Questo può portare a malattie autoimmuni se l'anticorpo riconosce e

attacca le cellule del proprio corpo. Tuttavia, la cross-reattività può essere utile, ad esempio, nella

produzione di anticorpi per virus come l'influenza, che cambiano frequentemente.

- Diversificazione, il repertorio di anticorpi, grazie al riarrangiamento dei geni

dell’immunoglobulina di membrana, è estremamente vario, consentendo al sistema immunitario

di riconoscere un'ampia gamma di antigeni.

- Maturazione dell’affinità, gli anticorpi migliorano la loro capacità di legarsi agli antigeni nel

tempo grazie alle mutazioni somatiche durante una risposta immunitaria.

STRUTTURA DEGLI ANTICORPI

Gli anticorpi, sia quelli di membrana (BCR) sia quelli secreti nel siero, hanno una struttura comune:

sono costituiti da due catene pesanti (rossa e blu) e due catene leggere (verde), ed entrambe hanno una

regione costante e una variabile che contiene il sito di legame per l’antigene. Una regione cerniera,

una sezione flessibile che collega le due braccia dell'anticorpo con la porzione centrale → È una

sezione più flessibile e meno strutturata rispetto alle altre parti dell'anticorpo. Questa flessibilità

consente all'anticorpo di adattarsi e di legarsi a epitopi che possono essere distanti o vicini tra loro.

Ogni catena pesante e leggera è composta da domini di immunoglobulina:

Dominio V (variabile): Contiene le regioni variabili che variano tra diversi anticorpi e sono

● responsabili del riconoscimento specifico degli antigeni. 3

Dominio C (costante): Ha una struttura simile tra gli anticorpi dello stesso isotipo e fornisce

● stabilità e supporto per la funzione dell'anticorpo.

I domini di immunoglobulina sono caratterizzati da una struttura beta a foglietto piegata e da ponti

disolfuro che stabilizzano la struttura.

Tagliano le immunoglobuline con papaina e pepsina, degli enzimi proteolitici, vengono prodotti dei

frammenti con ruoli specifici:

F(AB)

Quando un anticorpo viene trattato con papaina, si scinde in due frammenti F(ab) e un frammento

Fc. Ogni frammento F(ab) comprende una catena leggera e una porzione della catena pesante

dell'anticorpo, in particolare, contiene i domini VH (Variable Heavy) e CH1 (Constant Heavy 1) della

catena pesante, e ciascuno di questi frammenti contiene un sito di legame per l'antigene.

Un anticorpo è detto divalente perché ha due siti di legame per l'antigene, presenti sui frammenti

F(ab). Ognuno dei frammenti si può legare ad un epitopo specifico, ma non può mediare le risposte

effettorie come l'attivazione del complemento o il legame ai recettori cellulari.

Quando un anticorpo è trattato con pepsina, si scinde in un frammento F(ab')2 e un frammento Fc.

F(ab')2 contiene entrambi i siti di legame per l'antigene in una struttura unica, è un dimerico (cioè,

due siti di legame per l'antigene sono uniti).

FC

Il frammento Fc contiene le porzioni rimanenti delle catene pesanti dell'anticorpo, inclusi i domini

CH2 (Constant Heavy 2) e CH3 (Constant Heavy 3). Il frammento Fc è essenziale per le funzioni

effettorie dell'anticorpo. Questo frammento può legarsi a recettori presenti su cellule del sistema

immunitario (come macrofagi, neutrofili e cellule NK) e attivare il complemento.

Esistono 5 diverse classi di Immunoglobuline, con diverse strutture e diversi ruoli nella risposta del

sistema immunitario:

- IgA - IgG - IgD

- IgE -IgM 4

MATURAZIONE ED ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI B

Le immunoglobuline sono prodotte dai linfociti B, che maturano nel midollo osseo e migrano negli

organi secondari (milza e linfonodi), dove vengono attivate. L’attivazione dei linfociti T è un processo

che avviene in più stadi:

- I linfociti B esprimono i recettori B cellari (BCR) sulla loro superficie, che sono costituiti da

immunoglobuline (IgM e IgD) legate a una serie di proteine di trasduzione del segnale (proteine alfa

e beta). Quando un antigene specifico (ad esempio, una proteina o un polisaccaride) si lega al BCR, il

linfocita B riconosce e lega l'antigene.

- Il legame tra l'antigene e il BCR fornisce il primo segnale necessario per l'attivazione del linfocita

B. Questo segnale provoca la trasduzione del segnale all'interno della cellula e l'attivazione di

diverse vie di segnalazione.

Per una piena attivazione, è necessario un secondo segnale fornito da interazioni supplementari con

altre cellule del sistema immunitario:

→ Gli antigeni proteici richiedono l'interazione con le cellule T helper (CD4+) per attivare i linfociti B.

L'antigene viene fagocitato dal linfocito B, elaborato e presentato sulla superficie della cellula legato

a MHC II. Le cellule T helper (CD4+) riconoscono l'antigene presentato da MHC II tramite il loro

recettore TCR (T Cell Receptor). Dopo il riconoscimento, le cellule T helper forniscono segnali

co-stimolatori necessari per una completa attivazione dei linfociti B → Le cellule T helper rilasciano

citochine (come IL-4, IL-5) e forniscono segnali di co-stimolazione tramite la molecola CD40L, che

lega CD40 sulla superficie del linfocita B.

Per far sì che tutto ciò avvenga i linfociti B devono essere reclutati nei follicoli dei linfonodi o nella

milza; sarà qui che poi linfociti B interagiscono con le cellule T helper (CD4+), interazione

fondamentale per la loro attivazione. Questo reclutamento è mediato dalla chemiochina CXCL13,

che è prodotta dalle cellule follicolari nei li