HAPTENS: STORIA, FUNZIONI, CARATTERISTICHE, RISPOSTE IMMUNITARIE - BIOLOGIA - 2024

Un aptene è una molecola non proteica non antigenica, a basso peso molecolare che è in grado di suscitare una risposta immunitaria solo quando si lega a una proteina o un carboidrato "trasportatore molecolare o vettore". Va notato che molti autori lo descrivono come un "antigene molto piccolo".

Una molecola o un antigene antigenico è definito in alcuni testi come una qualsiasi sostanza in grado di legarsi con elevata specificità a un anticorpo prodotto da una cellula B o ad un recettore sulla membrana di una cellula T, che sono i linfociti responsabili dell'immunità umorale e cellulare. , rispettivamente.

Complesso antigene-anticorpo (Fonte: Alejandro Porto tramite Wikimedia Commons)

Gli antigeni possono essere molecole di qualsiasi tipo, come proteine, metaboliti, zuccheri, lipidi e loro derivati, ormoni, farmaci, acidi nucleici, ecc.

Tuttavia, solo le macromolecole di grandi dimensioni hanno proprietà antigeniche in grado di innescare le risposte linfocitarie necessarie per la produzione di anticorpi.

Qualsiasi sostanza estranea a un organismo può essere considerata un antigene, tuttavia, il termine "immunogeno" è spesso usato per riferirsi a quegli antigeni che attivano efficacemente una risposta da parte dei linfociti B produttori di anticorpi.

Un aptene è, quindi, un antigene non immunogenico, che richiede la sua associazione con una macromolecola per attivare le risposte immunitarie caratteristiche di un immunogeno.

Caratteristiche

Poiché il sistema immunitario è la principale "arma" di difesa contro le infezioni di diversi tipi di agenti patogeni e contro qualsiasi oggetto o sostanza estranea, tra molte altre cose, il corpo di un essere umano investe una grande quantità di sforzi ed energie nel suo funzionamento .

Tuttavia, per tutta la vita una persona è regolarmente esposta a quelli che potrebbero essere considerati antigeni multipli, per i quali il sistema immunitario ha la capacità di "decidere" a quale tipo di molecole rispondere e quale tipo di molecole ignorare.

Uno dei meccanismi che il sistema immunitario utilizza per decidere se rispondere o meno a un determinato antigene è la sua dimensione. Pertanto, come discusso sopra, solo le molecole "grandi" come proteine, fosfolipidi, carboidrati complessi e acidi nucleici funzionano come veri immunogeni.

Gli apteni, poiché sono molecole molto piccole, a meno che non siano coniugati con qualche tipo di macromolecola, non hanno funzioni immunogeniche. Tuttavia, gli studiosi della branca della medicina nota come immunologia considerano gli apteni "strumenti" immunologici.

La ragione di questa affermazione ha a che fare con il fatto che alcuni ricercatori si dedicano al compito di coniugare certi apteni con altre molecole più grandi, che funzionano nel loro "trasporto" e le rendono immunogeniche, al fine di ottenere che un l'individuo produce anticorpi specifici contro un particolare aptene.

La molecola risultante dall'unione tra un aptene e una molecola vettore è nota come un "sistema" o "complesso aptene-vettore" e gli individui esposti a questo sistema (veramente immunogenici) producono anticorpi con la capacità di legarsi specificamente a queste molecole nel loro Forma libera.

Utilità pratica

Quindi, una delle funzioni principali dei sistemi apteni-portatori è quella di stimolare la produzione di anticorpi, che vengono spesso utilizzati nello sviluppo di diversi test analitici, quindi sono utili dal punto di vista della ricerca e della diagnosi. .

Un animale sperimentale esposto ad un aptene accoppiato con una proteina, ad esempio, produrrà anticorpi contro l'aptene, contro epitopi o determinanti antigenici della molecola di trasporto e contro i siti formati alla giunzione tra l'aptene e il suo trasportatore.

Questa proprietà del sistema aptene-vettore o trasportatore è utile per studiare gli effetti immunologici di piccole variazioni nella struttura di un antigene sulla specificità della risposta immunitaria.

caratteristiche

Gli apteni sono caratterizzati principalmente dalle loro dimensioni e dal fatto che sono generalmente molecole organiche non proteiche. Ecco un breve elenco delle principali caratteristiche di queste molecole:

- Composti chimici a basso peso molecolare (inferiore a 5 kDa). Possono anche essere gruppi funzionali molto piccoli.

Complesso portante Hapten. L'aptene in questa immagine è un gruppo dinitrofenile (Fonte: MantOs tramite Wikimedia Commons)

- Sono molecole con specificità antigenica, ma prive di potere immunogenico o, comunque, non innescano la produzione di anticorpi, ma possono essere da loro specificatamente riconosciute in organismi immunizzati con complessi aptene-vettore.

- Solo attaccati ad una molecola “carrier” o “trasportatore” (dall'inglese Carrier) acquisiscono immunogenicità come antigeni, in quanto riconosciuti dal sistema immunitario.

- Sono univalenti dal punto di vista antigenico, cioè il numero di determinanti antigenici funzionali che hanno gli apteni, in grado di legare un anticorpo, è uno solo (a differenza di un antigene naturale, che è polivalente).

Risposte immunitarie associate agli apteni e un po 'di storia

Gran parte delle conoscenze attuali sul processo di presentazione degli antigeni da parte dei linfociti B, nonché sul ruolo di queste cellule nello sviluppo delle risposte immunitarie umorali, derivano da diversi studi in cui si voleva osservare la risposta anticorpale in un organismo immunizzato. con un complesso aptene-trasportatore.

Karl Landsteiner, tra il 1920 e il 1930, dedicò la sua ricerca alla creazione di un sistema chimicamente definito per studiare il legame dei singoli anticorpi, utilizzando, per questo, animali immunizzati con coniugati apteni-portatori e confrontando i loro sieri con quelli di altri animali. immunizzato con apteni simili accoppiati a molecole differenti.

I suoi esperimenti comparativi avevano lo scopo di determinare se c'erano reazioni crociate (che lo stesso anticorpo riconosce più di un antigene) tra gli anticorpi prodotti in risposta a diversi complessi apteni-portatori, con cui è stato in grado di analizzare quali modifiche hanno impedito o consentito queste reazioni.

Il lavoro di Landsteiner è riuscito a far emergere la specificità del sistema immunitario per piccole variazioni strutturali nei determinanti immunogenici degli antigeni, nonché la grande diversità di epitopi che questo sistema è in grado di riconoscere.

Caratteristiche delle risposte indotte dai complessi aptene-vettore

Dagli studi di Landsteiner e di altri ricercatori della zona si sono potute riconoscere alcune caratteristiche particolari delle risposte immunitarie indotte dall'immunizzazione con complessi proteici aptenici.

- Le risposte immunitarie richiedono la partecipazione di linfociti B specifici per ogni aptene e linfociti T helper specifici per la porzione proteica del trasportatore.

- L'attivazione di una risposta è possibile solo quando l'aptene è fisicamente legato alla sua proteina vettore.

- L'interazione anticorpo-antigene è limitata dalle molecole del sistema complesso di istocompatibilità maggiore di classe II.

Successivamente, nella storia dell'immunologia è stato riconosciuto che queste caratteristiche sono anche caratteristiche delle risposte anticorpali a qualsiasi antigene proteico.

Riferimenti

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