INFEKČNÉ OCHORENIA

ENGLISH

 

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE JESSENIOVA LEKÁRSKA FAKULTA V MARTINE Ústav mikrobiológie a imunológie Sklabinská 26 , 036 01 Martin

IMUNOLÓGIA – KAPITOLA TRETIA
ANTIGÉNY
 

Gene Mayer, Ph.D
Emertius Professor of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina

Překlad:

Elena Novakova, MD, PhD
a
MUDr. Martina Neuschlová, PhD.

Institute of Microbiology and Immunology
Jessenius Faculty of Medicine in Martin
Comenius University in Bratislava
 

VIETNAMESE

TURKISH

FRANCAIS

ESPANOL

PORTUGUES

SHQIP

Let us know what you think
SPÄTNÁ VÄZBA

VYHĽADÁVANIE

Logo image © Jeffrey Nelson, Rush University, Chicago, Illinois  and The MicrobeLibrary

CIELE VÝUČBY
Porovnať imunogén, antigén a haptén

Popísať faktory ovplyvňujúce imunogenicitu

Definovať chemickú povahu imunogénov

Porovnať štruktúru T-nezávislých a T-závislých antigénov

Zaviesť koncept haptén-nosičo konjugátov a opísať ich štruktúru

Charakterizovať antigénne determinanty

Zaviesť koncepciu superantigénov
 

DEFINÍCIA

Imunogén
Látka, ktorá dokáže vyvolať špecifickú imunitnú odpoveď.

Antigén (Ag)
Látka, ktorá reaguje s produktmi špecifickej imunitnej odpovede.

Haptén
Látka, ktorá je neimunogénna, ale ktorá môže reagovať s produktmi špecifickej imunitnej odpovede. Haptény sú malé molekuly, ktoré nemôžu vyvolať imunitnú odpoveď, keď pôsobia samotné. Ale môžu byť spojené s molekulou nosiča. Voľné haptény po spojení s nosičom môžu reagovať s produktmi imunitnej odpovede. Haptény majú vlastnosti antigenicitu, ale nie imunogenicitu.

Epitop alebo antigénny determinant
Je to tá časť antigénu, ktorá sa spája s produktmi špecifickej imunitnej odpovede.

Protilátka (Ab - antibody)
Špecifická proteínová molekula, ktorá je vytvorená počas odpovede na imunogén a ktorá reaguje s antigénom.

FAKTORY VPLÝVAJÚCE NA IMUNOGENICITU

Vplyv imunogénu

Cudzorodosť
Imunitný systém rozlišuje medzi vlastným (self) a nevlastným (non-self) tak, že imunogénne sú iba cudzorodé molekuly.

Veľkosť
Neexistuje absolútna veľkosť, nad ktorou bude látka imunogénna. Všeobecne platí, že čím je molekula väčšia, tým je pravdepodobnejšie, že bude imunogénna.

Chemické zloženie
Vo všeobecnosti platí, že čím je chemická látka zložitejšia, tým je imunogénnejšia. Antigénne determinanty sú vytvorené primárnou sekvenciou zvyškov v polyméroch a / alebo sekundárnou, terciárnou alebo kvartérnou štruktúrou molekuly.

Fyzikálna forma
Všeobecne platí, že korpuskulárne antigény sú imunogénnejšie ako rozpustné. Denaturované antigény sú imunogénnejšie ako ich natívne formy.

Degradovateľnosť
Antigény, ktoré sú ľahko sfagocytovateľné, sú imunogénnejšie. Je to preto, že u väčšiny antigénov (T-závislých antigénov, pozri nižšie) vývoj imunitnej odpovede vyžaduje, aby bol antigén sfagocytovaný, spracovaný a prezentovaný pomocným T bunkám prostredníctvom antigén prezentujúcich buniek (APC).
 

KĽÚČOVÉ SLOVÁ
Imunogén
Antigén
Haptén
Epitop
Antigénny determinant
Protilátka
T- nezávislý antigén
T- závislý antigén
Haptén-nosič konjugát
Prirodzený determinant
Hapténový determinant
Superantigén
 

Vplyv biologických faktorov

Genetické faktory
Niektoré látky sú imunogénne pre príslušníkov jedného druhu, ale nie pre iný druh. Podobne niektoré látky sú imunogénne u jedného jedinca, ale u iných nie (t. j. reagujúci a nereagujúci jedinci). Niektoré druhy alebo jedinci nemusia mať gény alebo majú zmenené gény, ktoré kódujú receptory pre antigény na B a T bunkách. Alebo nemajú príslušné gény potrebné pre APC na prezentovanie antigénu pomocným T bunkám.

Vek
Vek môže tiež ovplyvniť imunogenicitu. Zvyčajne veľmi malé deti a veľmi starí ľudia majú zníženú schopnosť navodiť imunitnú odpoveď na imunogén.

Vplyv spôsobu podania imunogénu

Dávka
Dávka imunogénu môže ovplyvniť imunogenicitu. Existuje dávka antigénu, nad ktorou alebo pod ktorou nebude imunitná odpoveď optimálna.

Cesta podania
Vo všeobecnosti podkožná aplikácia je lepšia ako intravenózna alebo intragastrická. Spôsob podávania antigénu môže ovplyvniť povahu imunitnej odpovede.

Adjuvantné (pomocné, prídavné) látky
Látky, ktoré môžu zosilniť imunitnú odpoveď na imunogén, sa nazývajú adjuvantné látky (tiež pomocné alebo prídavné). Použitie adjuvancií je však limitované nežiaducimi vedľajšími účinkami ako napr. horúčka a zápal.
 

CHEMICKÁ POVAHA IMUNOGÉNOV

Proteíny
Prevažná väčšina imunogénov sú proteíny. Môžu to byť čisté proteíny alebo môžu byť glykoproteíny alebo lipoproteíny. Vo všeobecnosti sú proteíny zvyčajne veľmi dobré imunogény.

Polysacharidy
Čisté polysacharidy a lipopolysacharidy sú dobré imunogény.

Nukleové kyseliny
Nukleové kyseliny sú zvyčajne slabými munogénmi. Môžu sa stať lepšie imunogénnymi, ak sú jednovláknové alebo v komplexe s proteínmi.

Lipidy
Vo všeobecnosti sú lipidy neimunogénne, hoci môžu byť hapténmi.
Pozri obrázok 1a.
 

 

TYPY ANTIGÉNOV

T-nezávislé antigény
T-nezávislé (independentné) antigény sú antigény, ktoré môžu priamo stimulovať B bunky k produkcii protilátok bez potreby pomoci T buniek. Polysacharidy sú T-nezávislé antigény. Odpovede na tieto antigény sa líšia od odpovedí na iné antigény.

Vlastnosti T-nezávislých antigénov

Polymérna štruktúra
Tieto antigény sú charakterizované tým istým antigénnym determinantom, ktorý sa mnohokrát opakuje ako je ilustrované na obrázku 1b.
 

Polyklonálna aktivácia B buniek
Mnohé z týchto antigénov môžu aktivovať klony B buniek špecifických pre iné antigény (polyklonálna aktivácia). T-nezávislé antigény sa môžu deliť na typ 1 a typ 2, a to v závislosti na ich schopnosti polyklonálne aktivovať B bunky. Typ 1 T-nezávislých antigénov sú polyklonálne aktivátory, pričom typ 2 nie sú.

Odolnosť voči degradácii
T-nezávislé antigény sú odolnejšie voči degradácii, a preto pretrvávajú v organizme dlhšiu dobu a kontinuálne stimulujú imunitný systém.
 

T-závislé antigény
T-závislé (dependentné) antigény sú tie, ktoré priamo nevyvolávajú produkciu protilátok bez účasti T buniek. proteíny sú T-závislé antigény. Štruktúra týchto antigénov je charakterizovaná niekoľkými kópiami mnohých rôznych antigénnych determinantov, ako je znázornené na obrázku 2.

 

HAPTÉN-NOSIČ KONJUGÁTY

Definícia
Haptén-nosič konjugáty sú imunogénne molekuly, ku ktorým boli haptény kovalentne pripojené. Imunogénna molekula sa nazýva nosič.
 

Štruktúra
Štruktúra týchto konjugátov je charakterizovaná tým, že majú prirodzené antigénne determinanty nosiča, ako aj nové determinanty hapténu (hapténové determinanty) ako je znázornené na obrázku 3. Aktuálne vytvorený determinant sa skladá z hapténu a niekoľkých susedných zvyškov, a protilátka vytvorená proti determinantu bude reagovať tiež s voľným hapténom. V takýchto konjugátoch bude typ nosiča určovať, či bude odpoveď závislá alebo nezávislá od T buniek.
 

ANTIGÉNNE DETERMINANTY

Determinanty rozpoznávané B bunkami

Zloženie
Antigénne determinanty rozpoznávané B-lymfocytmi a protilátky vyprodukované B-lymfocytmi sú tvorené primárnou sekvenciou polymérových zvyškov (lineárne alebo sekvenčné determinanty) a / alebo sekundárnou, terciárnou alebo kvartérnou štruktúrou molekuly (konformačné determinanty).

Veľkosť
Antigénne determinanty sú malé a majú veľkosť obmedzenú na približne 4 – 8 zvyškov (aminokyselinových alebo sacharidových).

Počet
teoreticky, každých 4 – 8 zvyškov môže tvoriť samostatný antigénny determinant. V praxi však počet antigénnych determinantov na jeden antigén je oveľa nižší, ako by teoreticky bolo možné. Zvyčajne sú antigénne determinanty obmedzené na tie časti antigénu, ktoré sú prístupné protilátkam, ako je zobrazené na obrázku 4 (antigénne determinanty sú označené čiernou farbou).
.

Determinanty rozpoznávané T bunkami

Zloženie
Antigénne determinanty rozpoznávané T bunkami sú tvorené primárnou sekvenciou aminokyselín v proteínoch. T bunky nerozpoznávajú polysacharidy, ani antigény nukleových kyselín. Z tohto dôvodu sú všeobecne polysacharidy T-nezávislé antigény a proteíny T-závislé antigény. Determinanty nemusia byť umiestnené na exponovanom (dobre prístupnom) povrchu antigénu, pretože rozpoznanie determinantu T bunkami si vyžaduje, aby sa antigén proteolyticky rozštiepil na menšie peptidy. Voľné peptidy nie sú rozpoznané T bunkami, najskôr sa spájajú s molekulami MHC a až komplex peptidu s MHC molekulou je rozpoznaný T bunkami.

Veľkosť
Antigénne determinanty sú malé a obmedzené počtom približne 8 – 15 aminokyselín.

Počet
Teoreticky môže každých 8 – 15 zvyškov tvoriť samostatný antigénny determinant. V praxi je však počet antigénnych determinantov oveľa menší, ako by bolo teoreticky možné. Antigénne determinanty sú obmedzené na tie časti antigénu, ktoré sa môžu viazať na molekuly MHC. To je aj dôvod, prečo môžu existovať rozdiely v odpovediach na antigény u rôznych jedincov.
 

SUPERANTIGÉNY

Keď imunitný systém zachytí konvenčný (bežný) T-závislý antigén, tak iba malá časť populácie T-lymfocytov je schopná rozpoznať antigén a aktivovať sa (monoklonálna / oligoklonálna odpoveď). Existujú však niektoré antigény, ktoré polyklonálne aktivujú veľké množstvo T buniek (až do 25 %). Tieto antigény sa nazývajú superantigény (obrázok 5).

Príkladmi superantigénov sú: stafylokokové enterotoxíny (otravy jedlom), stafylokokový toxický šokový toxín (syndróm toxického šoku), stafylokokové exfoliačné toxíny (syndróm obarenej kože) a streptokokové pyrogénne exotoxíny (šok).

Bakteriálne superantigény sú dobre preštudované, ale existujú aj superantigény spojené s vírusmi a inými mikroorganizmami.
Choroby spojené s expozíciou superantigénom sú čiastočne spôsobené hyperaktiváciou imunitného systému a následným uvoľňovaním biologicky aktívnych cytokínov z aktivovaných T buniek.


DETERMINANTY ROZPOZNÁVANÉ VRODENÝM IMUNITNÝM SYSTÉMOM

Determinanty rozpoznávané vrodeným (nešpecifickým) imunitným systémom sa líšia od tých, ktoré využíva získaný (špecifický) imunitný systém. Protilátky a receptory B a T buniek rozpoznávajú determinanty veľmi presne a vykazujú vysoký stupeň špecificity, čo umožňuje získanému imunitnému systému rozpoznať a reagovať na konkrétny patogén. Naproti tomu, vrodený imunitný systém rozpoznáva široké spektrum molekulárnych vzorov, ktoré sa nachádzajú na patogénoch, ale nie na hostiteľských bunkách. Preto im chýba vysoký stupeň špecifickosti (ktorý vidíme v získanom imunitnom systéme). Molekulárne vzory nachádzajúce sa na patogénoch, ktoré sú rozpoznávané vrodeným imunitným systémom, sa nazývajú PAMPs (molekulárne vzory patogénov) a receptory pre PAMPs sa nazývajú PRR (vzor rozpoznávajúce receptory). Určitý PRR môže rozpoznať molekulárny vzor, ktorý môže byť prítomný na množstve rôznych patogénov, čo umožňuje receptoru rozpoznať rôzne patogény. Príklady niektorých PAMP a PRR sa nachádzajú v tabuľke 1.
 

Return to the Immunology Section of Microbiology and Immunology On-line

This page last changed on Sunday, December 10, 2017
Page maintained by Richard Hunt