Një antitrup (Ab), i njohur gjithashtu si një imunoglobulinë (Ig), është një proteinë e madhe në formë Y e përdorur nga sistemi imunitar për të identifikuar dhe neutralizuar objekte të huaja si bakteret dhe viruset patogjene. Antitrupi njeh një molekulë unike të patogjenit, të quajtur antigjen. Çdo majë e "Y" të një antitrupi përmban një paratop (analog me një bllokues) që është specifik për një epitop të veçantë (analog me një çelës) në një antigjen, duke i lejuar këto dy struktura të lidhen së bashku me saktësi. Duke përdorur këtë mekanizëm lidhës, një antitrup mund të etiketojë një mikrob ose një qelizë të infektuar për sulm nga pjesë të tjera të sistemit imunitar, ose mund ta neutralizojë atë drejtpërdrejt (për shembull, duke bllokuar një pjesë të një virusi që është thelbësor për pushtimin e tij).

Për të lejuar sistemin imunitar të njohë miliona antigjene të ndryshëm, vendet e lidhjes së antigjenit në të dy majat e antitrupave vijnë në një larmi po aq të gjerë. Në të kundërt, pjesa e mbetur e antitrupave është relativisht konstante. Ndodh vetëm në disa variante, të cilat përcaktojnë klasën ose izotipin e antitrupave: IgA, IgD, IgE, IgG ose IgM. Rajoni konstant në trungun e antitrupave përfshin vende të përfshira në ndërveprimet me komponentët e tjerë të sistemit imunitar. Prandaj, klasa përcakton funksionin e shkaktuar nga një antitrup pas lidhjes me një antigjen, përveç disa veçorive strukturore. Antitrupat nga klasa të ndryshme ndryshojnë gjithashtu në atë se ku lirohen në trup dhe në cilën fazë të përgjigjes imune.

Së bashku me qelizat B dhe T, antitrupat përbëjnë pjesën më të rëndësishme të sistemit imunitar adaptiv. Ato ndodhin në dy forma: njëra që është e lidhur me një qelizë B dhe tjetra, një formë e tretshme, që është e palidhur dhe gjendet në lëngjet jashtëqelizore si plazma e gjakut. Fillimisht, të gjithë antitrupat janë të formës së parë, të bashkangjitur në sipërfaqen e një qelize B - këta më pas quhen receptorë të qelizave B (BCR). Pasi një antigjen lidhet me një BCR, qeliza B aktivizohet për t'u shumuar dhe diferencuar ose në qeliza plazmatike, të cilat sekretojnë antitrupa të tretshëm me të njëjtin paratop, ose në qeliza B memorike, të cilat mbijetojnë në trup për të mundësuar imunitet afatgjatë ndaj antigjenit. Antitrupat e tretshëm lëshohen në gjak dhe në lëngjet e indeve, si dhe në shumë sekrecione. Për shkak se këto lëngje njiheshin tradicionalisht si humor, imuniteti i ndërmjetësuar nga antitrupat ndonjëherë njihet ose konsiderohet si pjesë e imunitetit humoral. Njësitë e tretshme në formë Y mund të shfaqen individualisht si monomere, ose në komplekse prej dy deri në pesë njësi.

Antitrupat janë glikoproteina që i përkasin superfamiljes së imunoglobulinave. Termat antitrup dhe imunoglobulinë shpesh përdoren në mënyrë të ndërsjellë, megjithëse termi "antitrup" ndonjëherë rezervohet për formën e sekretuar, të tretshme, d.m.th. duke përjashtuar receptorët e qelizave B. Antitrupat janë glikoproteina që i përkasin superfamiljes së imunoglobulinave. Termat antitrup dhe imunoglobulinë shpesh përdoren në mënyrë të ndërsjellë, megjithëse termi 'antitrup' ndonjëherë rezervohet për formën e sekretuar, të tretshme, d.m.th. duke përjashtuar receptorët e qelizave B.

Struktura

Antitrupat janë proteina të rënda (~ 150 kDa) me madhësi rreth 10 nm, të renditura në tre rajone globulare që përafërsisht formojnë një formë Y.

Tek njerëzit dhe shumica e gjitarëve, një njësi antitrupash përbëhet nga katër zinxhirë polipeptidikë; dy zinxhirë të rëndë identikë dhe dy zinxhirë të lehtë identikë të lidhur me lidhje disulfide.[8] Çdo zinxhir është një seri domenesh: sekuenca disi të ngjashme me rreth 110 aminoacide secila. Këto fusha zakonisht përfaqësohen në skema të thjeshtuara si drejtkëndësha. Zinxhirët e lehtë përbëhen nga një domen i ndryshueshëm VL dhe një domen konstant CL, ndërsa zinxhirët e rëndë përmbajnë një domen të ndryshueshëm VH dhe tre deri në katër domene konstante CH1, CH2, ...

Strukturisht një antitrup ndahet gjithashtu në dy fragmente që lidhin antigjenin (Fab), që përmbajnë nga një domen VL, VH, CL dhe CH1 secila, si dhe fragmentin e kristalizuar (Fc), duke formuar trungun e formës Y.[10] Midis tyre ndodhet një rajon me varëse të zinxhirëve të rëndë, fleksibiliteti i të cilit lejon që antitrupat të lidhen me çifte epitopësh në distanca të ndryshme, të formojnë komplekse (dimerë, trimerë, etj.) dhe të lidhin më lehtë molekulat efektore.

Në një test elektroforezë të proteinave të gjakut, antitrupat kryesisht migrojnë në fraksionin e fundit, gama globulinën. Anasjelltas, shumica e gama-globulinave janë antitrupa, kjo është arsyeja pse të dy termat janë përdorur historikisht si sinonime, siç ishin simbolet Ig dhe γ. Kjo terminologji variant doli jashtë përdorimit për shkak të korrespondencës jo të saktë dhe për shkak të konfuzionit me zinxhirët e rëndë γ, të cilët karakterizojnë klasën e antitrupave IgG.

Vendi i lidhjes së antigjenit

Domenet e ndryshueshme mund të referohen gjithashtu si rajoni FV. Është nënrajoni i Fabit që lidhet me një antigjen. Më konkretisht, çdo fushë e ndryshueshme përmban tre rajone hipervariabile – aminoacidet që shihen atje ndryshojnë më shumë nga antitrupi në antitrup. Kur proteina paloset, këto zona krijojnë tre sythe të fijeve β, të lokalizuara pranë njëra-tjetrës në sipërfaqen e antitrupave. Këto sythe quhen rajone përcaktuese të komplementaritetit (CDR), pasi forma e tyre plotëson atë të një antigjeni. Tre CDR nga secili prej zinxhirëve të rëndë dhe të lehtë së bashku formojnë një vend lidhës të antitrupave, forma e të cilit mund të jetë çdo gjë, nga një xhep me të cilin lidhet një antigjen më i vogël, në një sipërfaqe më të madhe, në një zgjatim që ngjitet në një brazdë në një antigjen. Megjithatë, në mënyrë tipike, vetëm disa mbetje kontribuojnë në pjesën më të madhe të energjisë lidhëse.

Ekzistenca e dy vendeve identike të lidhjes së antitrupave lejon që molekulat e antitrupave të lidhen fort me antigjenin shumëvalent (vendet përsëritëse të tilla si polisaharidet në muret e qelizave bakteriale, ose vende të tjera në një distancë të caktuar), si dhe të formojnë komplekse antitrupash dhe antigjen-antitrup më të mëdhenj. komplekset. Lidhja e kryqëzuar që rezulton luan një rol në aktivizimin e pjesëve të tjera të sistemit imunitar.

Strukturat e CDR-ve janë grupuar dhe klasifikuar nga Chothia et al. dhe së fundmi nga North et al. dhe Nikoloudis et al. Megjithatë, përshkrimi i vendit të lidhjes së një antitrupi duke përdorur vetëm një strukturë të vetme statike kufizon kuptimin dhe karakterizimin e funksionit dhe vetive të antitrupit. Për të përmirësuar parashikimin e strukturës së antitrupave dhe për të marrë parasysh lëvizjet e lakut CDR dhe ndërfaqes të lidhura ngushtë, paratopet e antitrupave duhet të përshkruhen si gjendje ndërkonvertuese në tretësirë me probabilitete të ndryshme.

Në kuadrin e teorisë së rrjetit imunitar, CDR quhen edhe idiotipe. Sipas teorisë së rrjetit imunitar, sistemi imunitar adaptiv rregullohet nga ndërveprimet midis idiotipeve.

Rajoni Fc

Rajoni Fc (trungu i formës Y) është i përbërë nga domene konstante nga zinxhirët e rëndë. Roli i tij është në modulimin e aktivitetit të qelizave imune: është vendi ku lidhen molekulat efektore, duke shkaktuar efekte të ndryshme pasi rajoni i antitrupave Fab lidhet me një antigjen. Qelizat efektore (të tilla si makrofagët ose qelizat vrasëse natyrore) lidhen nëpërmjet receptorëve të tyre Fc (FcR) në rajonin Fc të një antitrupi, ndërsa sistemi i komplementit aktivizohet duke lidhur kompleksin e proteinës C1q. IgG ose IgM mund të lidhen me C1q, por IgA nuk mundet, prandaj IgA nuk aktivizon rrugën klasike të komplementit.

Një rol tjetër i rajonit Fc është të shpërndajë në mënyrë selektive klasa të ndryshme të antitrupave në të gjithë trupin. Në veçanti, receptori Fc neonatal (FcRn) lidhet me rajonin Fc të antitrupave IgG për ta transportuar atë nëpër placentë, nga nëna te fetusi.

Antitrupat janë glikoproteina, domethënë ato kanë karbohidrate (glikane) të shtuara në mbetjet e aminoacideve të konservuara. Këto vende të ruajtura të glikozilimit ndodhin në rajonin Fc dhe ndikojnë në ndërveprimet me molekulat efektore.

Struktura e proteinave

Fundi N i çdo zinxhiri ndodhet në majë. Çdo domen imunoglobulinash ka një strukturë të ngjashme, karakteristike për të gjithë anëtarët e superfamiljes së imunoglobulinave: ai përbëhet nga 7 (për domene konstante) dhe 9 (për domene të ndryshueshme) β-vargje, duke formuar dy fletë beta në një motiv kyç grek. Fletët krijojnë një formë "sanduiçi", palosjen e imunoglobulinës, të mbajtur së bashku nga një lidhje disulfide.

Komplekset e antitrupave

Antitrupat e sekretuar mund të ndodhin si një njësi e vetme në formë Y, një monomer. Megjithatë, disa klasa antitrupash formojnë gjithashtu dimerë me dy njësi Ig (si me IgA), tetramerë me katër njësi Ig (si peshku teleost IgM), ose pentamerë me pesë njësi Ig (si IgW peshkaqeni ose IgM i gjitarëve, i cili herë pas here formon edhe heksamerë gjithashtu , me gjashtë njësi).

Antitrupat gjithashtu formojnë komplekse duke u lidhur me antigjenin: ky quhet kompleks antigjen-antitrup ose kompleks imunitar. Antigjenet e vegjël mund të ndërlidhin dy antitrupa, duke çuar gjithashtu në formimin e dimerëve, trimerëve, tetramerëve të antitrupave, etj. Antigjenet shumëvalente (p.sh. qelizat me epitope të shumta) mund të formojnë komplekse më të mëdha me antitrupa. Një shembull ekstrem është grumbullimi, ose aglutinimi i qelizave të kuqe të gjakut me antitrupa në testin Coombs për të përcaktuar grupet e gjakut: grumbujt e mëdhenj bëhen të pazgjidhshëm, duke çuar në reshje të dukshme vizualisht.

Receptorët e qelizave B

Forma e lidhur me membranën e një antitrupi mund të quhet një imunoglobulinë sipërfaqësore (sIg) ose një imunoglobulinë membranore (mIg). Është pjesë e receptorit të qelizave B (BCR), i cili lejon qelizën B të zbulojë kur një antigjen specifik është i pranishëm në trup dhe shkakton aktivizimin e qelizave B. BCR përbëhet nga antitrupa IgD ose IgM të lidhura me sipërfaqen dhe heterodimerë të lidhur Ig-α dhe Ig-β, të cilët janë të aftë për transduksionin e sinjalit. Një qelizë tipike B njerëzore do të ketë 50,000 deri në 100,000 antitrupa të lidhur në sipërfaqen e saj. Pas lidhjes së antigjenit, ato grumbullohen në copa të mëdha, të cilat mund të kalojnë 1 mikrometër në diametër, në trape lipide që izolojnë BCR nga shumica e receptorëve të tjerë të sinjalizimit të qelizave. Këto arna mund të përmirësojnë efikasitetin e përgjigjes imune qelizore. Tek njerëzit, sipërfaqja e qelizave është e zhveshur rreth receptorëve të qelizave B për disa qindra nanometra, gjë që izolon më tej BCR-të nga ndikimet konkurruese.

Klasat

Antitrupat mund të vijnë në varietete të ndryshme të njohura si izotipe ose klasa. Në gjitarët placental ekzistojnë pesë klasa antitrupash të njohura si IgA, IgD, IgE, IgG dhe IgM, të cilat më tej ndahen në nënklasa si IgA1, IgA2. Parashtesa "Ig" do të thotë imunoglobulinë, ndërsa prapashtesa tregon llojin e zinxhirit të rëndë që përmban antitrupi: llojet e zinxhirit të rëndë α (alfa), γ (gama), δ (delta), ε (epsilon), μ (mu) lindin përkatësisht IgA, IgG, IgD, IgE, IgM. Tiparet dalluese të secilës klasë përcaktohen nga pjesa e zinxhirit të rëndë brenda menteshës dhe rajonit Fc.

Klasat ndryshojnë në vetitë e tyre biologjike, vendndodhjet funksionale dhe aftësinë për t'u marrë me antigjene të ndryshme, siç përshkruhet në tabelë. Për shembull, antitrupat IgE janë përgjegjës për një përgjigje alergjike që përbëhet nga çlirimi i histaminës nga qelizat mast, shpesh një kontribues i vetëm në astmë (megjithëse rrugët e tjera ekzistojnë siç ekzistojnë simptoma shumë të ngjashme me astmën ende jo teknikisht). Rajoni i ndryshueshëm i antitrupit lidhet me antigjenin alergjik, për shembull grimcat e grimcave të pluhurit të shtëpisë, ndërsa rajoni i tij Fc (në zinxhirët e rëndë ε) lidhet me receptorin Fc ε në një qelizë mast, duke shkaktuar degranulimin e tij: çlirimin e molekulave të ruajtura në granulat e tij.

Izotipi i antitrupave të një qelize B ndryshon gjatë zhvillimit dhe aktivizimit të qelizave. Qelizat B të papjekura, të cilat kurrë nuk janë ekspozuar ndaj një antigjeni, shprehin vetëm izotipin IgM në një formë të lidhur me sipërfaqen e qelizës. Limfociti B, në këtë formë të gatshme për t'u përgjigjur, njihet si "limfocitet B naiv". Limfociti B naiv shpreh si IgM sipërfaqësor ashtu edhe IgD. Shprehja e përbashkët e të dy këtyre izotipeve të imunoglobulinës e bën qelizën B të gatshme për t'iu përgjigjur antigjenit. Aktivizimi i qelizave B pason angazhimin e molekulës së antitrupit të lidhur me qelizën me një antigjen, duke bërë që qeliza të ndahet dhe të diferencohet në një qelizë që prodhon antitrupa të quajtur qelizë plazmatike. Në këtë formë të aktivizuar, qeliza B fillon të prodhojë antitrupa në një formë të sekretuar dhe jo në një formë të lidhur me membranën. Disa qeliza bija të qelizave B të aktivizuara i nënshtrohen ndërrimit të izotipit, një mekanizëm që bën që prodhimi i antitrupave të ndryshojë nga IgM ose IgD në izotipet e tjera të antitrupave, IgE, IgA ose IgG, që kanë role të përcaktuara në sistemin imunitar.

Llojet e zinxhirëve të lehtë

Tek gjitarët ekzistojnë dy lloje të zinxhirit të lehtë të imunoglobulinave, të cilat quhen lambda (λ) dhe kappa (κ). Sidoqoftë, nuk ka asnjë ndryshim të njohur funksional midis tyre dhe të dyja mund të ndodhin me cilindo nga pesë llojet kryesore të zinxhirëve të rëndë. Çdo antitrup përmban dy vargje të lehta identike: të dy κ ose të dy λ. Përqindjet e llojeve κ dhe λ ndryshojnë sipas specieve dhe mund të përdoren për të zbuluar përhapjen jonormale të kloneve të qelizave B. Lloje të tjera zinxhirësh të lehtë, si zinxhiri iota (ι), gjenden te vertebrorët e tjerë si peshkaqenë (Chondrichthyes) dhe peshqit kockor (Teleostei).

Në kafshët jogjitarë

Në shumicën e gjitarëve të placentës, struktura e antitrupave është përgjithësisht e njëjtë. Peshqit me nofulla duket se janë kafshët më primitive që janë në gjendje të prodhojnë antitrupa të ngjashëm me ato të gjitarëve, megjithëse shumë tipare të imunitetit të tyre adaptues u shfaqën disi më herët. Peshqit kërcorë (të tillë si peshkaqenët) prodhojnë antitrupa vetëm me zinxhir të rëndë (d.m.th., nuk kanë zinxhirë të lehtë) të cilët për më tepër përmbajnë pentamerë me zinxhirë më të gjatë (me pesë njësi konstante për molekulë). Kamelidet (të tilla si devetë, lamat, alpakat) janë gjithashtu të dukshme për prodhimin e antitrupave vetëm me zinxhir të rëndë.

Ndërveprimet antitrup-antigjen

Paratopi i antitrupit ndërvepron me epitopin e antigjenit. Një antigjen zakonisht përmban epitope të ndryshme përgjatë sipërfaqes së tij të rregulluar në mënyrë të ndërprerë, dhe epitopet dominante në një antigjen të caktuar quhen përcaktues.

Antitrupat dhe antigjeni ndërveprojnë nga komplementariteti hapësinor (kyç dhe çelës). Forcat molekulare të përfshira në ndërveprimin Fab-epitop janë të dobëta dhe jo specifike - për shembull forcat elektrostatike, lidhjet hidrogjenore, ndërveprimet hidrofobike dhe forcat van der Waals. Kjo do të thotë se lidhja midis antitrupit dhe antigjenit është e kthyeshme dhe afiniteti i antitrupit ndaj një antigjeni është relativ dhe jo absolut. Lidhja relativisht e dobët do të thotë gjithashtu se është e mundur që një antitrup të reagojë me antigjene të ndryshëm me afinitete të ndryshme relative.

Funksioni

Kategoritë kryesore të veprimit të antitrupave përfshijnë si më poshtë:

Neutralizimi, në të cilin antitrupat neutralizues bllokojnë pjesë të sipërfaqes së një qelize bakteriale ose virion për ta bërë sulmin e saj joefektiv
Aglutinimi, në të cilin antitrupat "ngjisin së bashku" qelizat e huaja në grumbuj që janë objektiva tërheqës për fagocitozën
Precipitimi, në të cilin antitrupat "ngjisin së bashku" antigjenet e tretshëm në serum, duke i detyruar ata të precipitojnë jashtë tretësirës në grumbuj që janë objektiva tërheqës për fagocitozën

Aktivizimi (fiksimi) i komplementit, në të cilin antitrupat që mbërthehen në një qelizë të huaj inkurajojnë komplementin ta sulmojë atë me një kompleks sulmi membranor, gjë që çon në sa vijon:

Liza e qelizës së huaj
Nxitja e inflamacionit duke tërhequr në mënyrë kemotaktike qelizat inflamatore

Në mënyrë më indirekte, një antitrup mund të sinjalizojë qelizat imune që të paraqesin fragmente të antitrupave në qelizat T, ose të rregullojnë qelizat e tjera imune për të shmangur autoimunitetin.

Qelizat B të aktivizuara diferencohen ose në qeliza që prodhojnë antitrupa të quajtura qeliza plazmatike që sekretojnë antitrupa të tretshëm ose qeliza kujtese që mbijetojnë në trup për vite më pas, në mënyrë që të lejojnë sistemin imunitar të kujtojë një antigjen dhe të përgjigjet më shpejt në ekspozimet e ardhshme.Në fazat prenatale dhe neonatale të jetës, prania e antitrupave sigurohet nga imunizimi pasiv nga nëna. Prodhimi i hershëm endogjen i antitrupave ndryshon për lloje të ndryshme të antitrupave dhe zakonisht shfaqet brenda viteve të para të jetës. Meqenëse antitrupat ekzistojnë lirshëm në qarkullimin e gjakut, ata thuhet se janë pjesë e sistemit imunitar humoral. Antitrupat qarkullues prodhohen nga qelizat B klonale që i përgjigjen në mënyrë specifike vetëm një antigjeni (një shembull është një fragment i proteinës së kapsidës së virusit). Antitrupat kontribuojnë në imunitetin në tre mënyra: Ata parandalojnë patogjenët të hyjnë ose të dëmtojnë qelizat duke u lidhur me to; ato stimulojnë heqjen e patogjenëve nga makrofagët dhe qelizat e tjera duke mbuluar patogjenin; dhe ato nxisin shkatërrimin e patogjenëve duke stimuluar përgjigje të tjera imune siç është rruga e komplementit. Antitrupat gjithashtu do të nxisin degranulimin e aminës vazoaktive për të kontribuar në imunitetin kundër llojeve të caktuara të antigjeneve (helminths, alergeneve).

Aktivizimi i komplementit

Antitrupat që lidhen me antigjenet sipërfaqësore (për shembull, mbi bakteret) do të tërheqin komponentin e parë të kaskadës së komplementit me rajonin e tyre Fc dhe do të fillojnë aktivizimin e sistemit "klasik" të komplementit. Kjo rezulton në vrasjen e baktereve në dy mënyra. Së pari, lidhja e antitrupave dhe molekulave të komplementit shënon mikrobin për gëlltitje nga fagocitet në një proces të quajtur opsonizim; këto fagocite tërhiqen nga disa molekula të komplementit të krijuara në kaskadën e komplementit. Së dyti, disa komponentë të sistemit të komplementit formojnë një kompleks sulmi membranor për të ndihmuar antitrupat të vrasin bakterin drejtpërdrejt (bakteroliza).

Aktivizimi i qelizave efektore

Për të luftuar patogjenët që riprodhojnë qelizat e jashtme, antitrupat lidhen me patogjenët për t'i lidhur ato së bashku, duke i shkaktuar ato të aglutinohen. Meqenëse një antitrup ka të paktën dy paratopa, ai mund të lidhë më shumë se një antigjen duke lidhur epitope identike të bartura në sipërfaqet e këtyre antigjeneve. Duke mbuluar patogjenin, antitrupat stimulojnë funksionet efektore kundër patogjenit në qelizat që njohin rajonin e tyre Fc.

Ato qeliza që njohin patogjenët e veshur kanë receptorë Fc, të cilët, siç sugjeron emri, ndërveprojnë me rajonin Fc të antitrupave IgA, IgG dhe IgE. Angazhimi i një antitrupi të veçantë me receptorin Fc në një qelizë të caktuar shkakton një funksion efektor të asaj qelize; fagocitet do të fagocitohen, qelizat mast dhe neutrofilet do të degranulohen, qelizat vrasëse natyrore do të çlirojnë citokina dhe molekula citotoksike; që përfundimisht do të rezultojë në shkatërrimin e mikrobit pushtues. Aktivizimi i qelizave vrasëse natyrore nga antitrupat fillon një mekanizëm citotoksik të njohur si citotoksiciteti i ndërmjetësuar nga qeliza e varur nga antitrupat (ADCC) – ky proces mund të shpjegojë efikasitetin e antitrupave monoklonale të përdorura në terapitë biologjike kundër kancerit. Receptorët Fc janë izotip-specifik, gjë që i jep fleksibilitet më të madh sistemit imunitar, duke thirrur vetëm mekanizmat e duhur imunitarë

për patogjenë të ndryshëm.

Antitrupat natyralë

Njerëzit dhe primatët më të lartë prodhojnë gjithashtu "antitrupa natyralë" që janë të pranishëm në serum përpara infeksionit viral. Antitrupat natyrorë janë përcaktuar si antitrupa që prodhohen pa ndonjë infeksion të mëparshëm, vaksinim, ekspozim ndaj antigjenit të huaj ose imunizim pasiv. Këto antitrupa mund të aktivizojnë rrugën klasike të komplementit që çon në lizën e grimcave të virusit të mbështjellë shumë përpara se të aktivizohet përgjigja imune adaptive. Shumë antitrupa natyralë drejtohen kundër disaharidit galaktozë α(1,3)-galaktozë (α-Gal), i cili gjendet si një sheqer përfundimtar në proteinat e glikoziluara të sipërfaqes qelizore dhe gjenerohet si përgjigje ndaj prodhimit të këtij sheqeri nga bakteret që përmbahen në zorrët e njeriut. Refuzimi i organeve ksenotransplantuar mendohet të jetë, pjesërisht, rezultat i antitrupave natyralë që qarkullojnë në serumin e marrësit që lidhen me antigjenet α-Gal të shprehura në indin e dhuruesit.

Diversiteti i imunoglobulinave

Pothuajse të gjithë mikrobet mund të shkaktojnë një përgjigje antitrupash. Njohja dhe çrrënjosja e suksesshme e shumë llojeve të ndryshme të mikrobeve kërkon diversitet midis antitrupave; përbërja e tyre aminoacide ndryshon duke i lejuar ata të ndërveprojnë me shumë antigjenë të ndryshëm. Është vlerësuar se njerëzit gjenerojnë rreth 10 miliardë antitrupa të ndryshëm, secili i aftë për të lidhur një epitop të veçantë të një antigjeni. Megjithëse një repertor i madh antitrupash të ndryshëm krijohet në një individ të vetëm, numri i gjeneve të disponueshme për të prodhuar këto proteina është i kufizuar nga madhësia e gjenomit njerëzor. Kanë evoluar disa mekanizma gjenetikë kompleksë që lejojnë qelizat B vertebrore të gjenerojnë një grup të ndryshëm antitrupash nga një numër relativisht i vogël gjenesh antitrupash.

Ndryshueshmëria e domenit

Regjioni kromozomik që kodon një antitrup është i madh dhe përmban disa lokuse të dallueshme gjenetike për çdo domen të antitrupit - rajoni i kromozomit që përmban gjenet e zinxhirit të rëndë (IGH@) gjendet në kromozomin 14, dhe lokuset që përmbajnë gjenet e zinxhirit të lehtë lambda dhe kappa. IGL@ dhe IGK@) gjenden në kromozomet 22 dhe 2 te njerëzit. Një nga këto fusha quhet domeni i ndryshueshëm, i cili është i pranishëm në çdo zinxhir të rëndë dhe të lehtë të çdo antitrupi, por mund të ndryshojë në antitrupa të ndryshëm të krijuar nga qeliza B të veçanta. Dallimet, ndërmjet domeneve të ndryshueshme, janë të vendosura në tre unaza të njohura si rajone hipervariabile (HV-1, HV-2 dhe HV-3) ose rajone që përcaktojnë komplementaritetin (CDR1, CDR2 dhe CDR3). CDR-të mbështeten brenda domeneve të ndryshueshme nga rajonet e kuadrit të konservuar. Lokusi i zinxhirit të rëndë përmban rreth 65 gjene të ndryshëm të domenit të ndryshueshëm që të gjithë ndryshojnë në CDR-të e tyre. Kombinimi i këtyre gjeneve me një sërë gjenesh për fusha të tjera të antitrupave gjeneron një kalorësi të madhe antitrupash me një shkallë të lartë ndryshueshmërie. Ky kombinim quhet rekombinim V(D)J i diskutuar më poshtë.

Rekombinimi V(D)J

Rikombinimi somatik i imunoglobulinave, i njohur gjithashtu si rekombinimi V(D)J, përfshin gjenerimin e një rajoni unik të ndryshueshëm të imunoglobulinave. Rajoni i ndryshueshëm i çdo zinxhiri të rëndë ose të lehtë të imunoglobulinës është i koduar në disa pjesë - të njohura si segmente gjenike (nëngjene). Këto segmente quhen segmente të variablave (V), diversitetit (D) dhe bashkuese (J). Segmentet V, D dhe J gjenden në zinxhirët e rëndë Ig, por vetëm segmentet V dhe J gjenden në zinxhirët e lehtë Ig. Ekzistojnë kopje të shumta të segmenteve të gjeneve V, D dhe J dhe janë të renditura së bashku në gjenomet e gjitarëve. Në palcën e eshtrave, çdo qelizë B në zhvillim do të mbledhë një rajon të ndryshueshëm të imunoglobulinës duke zgjedhur dhe kombinuar në mënyrë të rastësishme një segment gjenik V, një D dhe një J (ose një segment V dhe një J në zinxhirin e lehtë). Meqenëse ekzistojnë kopje të shumta të secilit lloj segmenti gjeni, dhe kombinime të ndryshme të segmenteve gjenike mund të përdoren për të gjeneruar çdo rajon të ndryshueshëm imunoglobulinash, ky proces gjeneron një numër të madh antitrupash, secili me paratope të ndryshme, dhe kështu specifika të ndryshme të antigjenit. Rirregullimi i disa nëngjeneve (d.m.th. familja V2) për imunoglobulinën e zinxhirit të lehtë lambda shoqërohet me aktivizimin e mikroRNA miR-650, e cila ndikon më tej në biologjinë e qelizave B.

Proteinat RAG luajnë një rol të rëndësishëm me rekombinimin V(D)J në prerjen e ADN-së në një rajon të caktuar. Pa praninë e këtyre proteinave, rekombinimi V(D)J nuk do të ndodhte.

Pasi një qelizë B prodhon një gjen funksional imunoglobulinë gjatë rikombinimit V(D)J, ajo nuk mund të shprehë asnjë rajon tjetër të ndryshueshëm (një proces i njohur si përjashtimi alelik) kështu që çdo qelizë B mund të prodhojë antitrupa që përmbajnë vetëm një lloj zinxhiri të ndryshueshëm.

Hipermutacioni somatik dhe maturimi i afinitetit

Pas aktivizimit me antigjen, qelizat B fillojnë të shumohen me shpejtësi. Në këto qeliza që ndahen me shpejtësi, gjenet që kodojnë domenet e ndryshueshme të zinxhirit të rëndë dhe të lehtë i nënshtrohen një shkalle të lartë mutacioni pikash, nga një proces i quajtur hipermutacion somatik (SHM). SHM rezulton në afërsisht një ndryshim nukleotid për gjen të ndryshueshëm, për ndarje qelizore. Si pasojë, çdo qelizë B bijë do të fitojë dallime të lehta aminoacide në domenet e ndryshueshme të zinxhirëve të tyre të antitrupave.

Kjo shërben për të rritur diversitetin e grupit të antitrupave dhe ndikon në afinitetin e antigjenit të antitrupave. Disa mutacione pikash do të rezultojnë në prodhimin e antitrupave që kanë një ndërveprim më të dobët (afinitet të ulët) me antigjenin e tyre sesa antitrupi origjinal, dhe disa mutacione do të gjenerojnë antitrupa me një ndërveprim më të fortë (afinitet i lartë). Qelizat B që shprehin antitrupa me afinitet të lartë në sipërfaqen e tyre do të marrin një sinjal të fortë mbijetese gjatë ndërveprimeve me qelizat e tjera, ndërsa ato me antitrupa me afinitet të ulët jo dhe do të vdesin nga apoptoza. Kështu, qelizat B që shprehin antitrupa me një afinitet më të lartë për antigjenin do të konkurrojnë ato me afinitet më të dobët për funksionin dhe mbijetesën duke lejuar që afiniteti mesatar i antitrupave të rritet me kalimin e kohës. Procesi i gjenerimit të antitrupave me afinitet të shtuar lidhës quhet maturim i afinitetit. Maturimi i afinitetit ndodh në qelizat B të pjekura pas rikombinimit V(D)J dhe varet nga ndihma e qelizave T ndihmëse.

Ndërrimi i klasës

Ndërrimi i izotipit ose klasës është një proces biologjik që ndodh pas aktivizimit të qelizës B, i cili lejon qelizën të prodhojë klasa të ndryshme të antitrupave (IgA, IgE ose IgG). Klasat e ndryshme të antitrupave, dhe në këtë mënyrë funksionet efektore, përcaktohen nga rajonet konstante (C) të zinxhirit të rëndë të imunoglobulinës. Fillimisht, qelizat B naive shprehin vetëm IgM dhe IgD të sipërfaqes qelizore me rajone identike të lidhjes së antigjenit. Çdo izotip është përshtatur për një funksion të veçantë; prandaj, pas aktivizimit, një antitrup me një funksion efektor IgG, IgA ose IgE mund të kërkohet për të eliminuar në mënyrë efektive një antigjen. Ndërrimi i klasës lejon qelizat bija të ndryshme nga e njëjta qelizë B e aktivizuar të prodhojnë antitrupa të izotipeve të ndryshme. Vetëm rajoni konstant i zinxhirit të rëndë të antitrupave ndryshon gjatë ndërrimit të klasës; rajonet e ndryshueshme, dhe për këtë arsye specifika e antigjenit, mbeten të pandryshuara. Kështu, pasardhësit e një qelize të vetme B mund të prodhojnë antitrupa, të gjithë specifikë për të njëjtin antigjen, por me aftësinë për të prodhuar funksionin efektor të përshtatshëm për çdo sfidë antigjenike. Ndërrimi i klasës shkaktohet nga citokinat; izotipi i krijuar varet nga cilat citokina janë të pranishme në mjedisin e qelizave B.

Ndërrimi i klasës ndodh në vendndodhjen e gjenit të zinxhirit të rëndë nga një mekanizëm i quajtur rekombinimi i ndërrimit të klasës (CSR). Ky mekanizëm mbështetet në motive nukleotide të konservuara, të quajtura rajone ndërruese (S), të gjetura në ADN-në në rrjedhën e sipërme të çdo gjeni të rajonit konstant (përveç zinxhirit δ). Vargu i ADN-së thyhet nga aktiviteti i një sërë enzimash në dy rajone të përzgjedhura S. Eksoni i domenit të ndryshueshëm ribashkohet përmes një procesi të quajtur bashkim fundor jo-homolog (NHEJ) në rajonin e dëshiruar konstant (γ, α ose ε). Ky proces rezulton në një gjen imunoglobulinë që kodon një antitrup të një izotipi të ndryshëm.

Emërtimet e specifikave

Një antitrup mund të quhet monospecifik nëse ka specifikë për të njëjtin antigjen ose epitop, ose bispecifik nëse ata kanë afinitet për dy antigjenë të ndryshëm ose dy epitopë të ndryshëm në të njëjtin antigjen. Një grup antitrupash mund të quhen polivalent (ose jospecifik) nëse kanë afinitet për antigjene ose mikroorganizma të ndryshëm. Imunoglobulina intravenoze, nëse nuk shënohet ndryshe, përbëhet nga një shumëllojshmëri IgG të ndryshme (IgG poliklonale). Në të kundërt, antitrupat monoklonal janë antitrupa identikë të prodhuar nga një qelizë e vetme B.

Antitrupat asimetrike

Antitrupat heterodimerikë, të cilët janë gjithashtu antitrupa asimetrikë, lejojnë fleksibilitet më të madh dhe formate të reja për bashkimin e një sërë ilaçesh në krahët e antitrupave. Një nga formatet e përgjithshme për një antitrup heterodimerik është formati "pullat-në-vrima". Ky format është specifik për pjesën e zinxhirit të rëndë të rajonit konstant në antitrupa. Pjesa e "pullave" është projektuar duke zëvendësuar një aminoacid të vogël me një më të madh. Ai përshtatet në "vrimën", e cila është krijuar duke zëvendësuar një aminoacid të madh me një më të vogël. Ajo që lidh "pullat" me "vrimat" janë lidhjet disulfide midis secilit zinxhir. Forma e "pullave në vrima" lehtëson citotoksicitetin e ndërmjetësuar nga qelizat e varura nga antitrupat. Fragmentet e ndryshueshme me një zinxhir të vetëm (scFv) lidhen me domenin e ndryshueshëm të zinxhirit të rëndë dhe të lehtë nëpërmjet një peptidi lidhës të shkurtër. Lidhësi është i pasur me glicinë, e cila i jep më shumë fleksibilitet dhe serinë/treoninë, e cila i jep specifikë. Dy fragmente të ndryshme scFv mund të lidhen së bashku, nëpërmjet një rajoni të varur, në domenin konstant të zinxhirit të rëndë ose me domenin konstant të zinxhirit të lehtë. Kjo i jep antitrupave bispecifitet, duke lejuar specifikat lidhëse të dy antigjeneve të ndryshëm. Formati "knobs-into-holes" përmirëson formimin e heterodimerit, por nuk e shtyp formimin e homodimerëve.

Për të përmirësuar më tej funksionin e antitrupave heterodimerikë, shumë shkencëtarë po kërkojnë drejt konstrukteve artificiale. Antitrupat artificialë janë kryesisht motive proteinash të ndryshme që përdorin strategjinë funksionale të molekulës së antitrupave, por nuk kufizohen nga kufizimet strukturore të lakut dhe kornizës së antitrupit natyror. Të qenit në gjendje të kontrollosh dizajnin e kombinuar të sekuencës dhe hapësirës tredimensionale mund të kapërcejë modelin natyror dhe të lejojë lidhjen e kombinimeve të ndryshme të barnave në krahë.

Antitrupat heterodimerikë kanë një gamë më të madhe në forma që mund të marrin dhe barnat që janë ngjitur në krahë nuk duhet të jenë të njëjta në secilin krah, duke lejuar që kombinime të ndryshme të barnave të përdoren në trajtimin e kancerit. Farmaceutikët janë në gjendje të prodhojnë antitrupa bispecifikë shumë funksionalë, madje edhe shumë specifikë. Shkalla në të cilën mund të funksionojnë është mbresëlënëse duke pasur parasysh se një ndryshim i tillë i formës nga forma natyrale duhet të çojë në ulje të funksionalitetit.

Historia

Angel of the West (2008) nga Julian Voss-Andreae është një skulpturë e bazuar në strukturën e antitrupave të publikuar nga E. Padlan. Krijuar për kampusin në Florida të Institutit të Kërkimeve Scripps, antitrupi vendoset në një unazë që i referohet Njeriut Vitruvian të Leonardo da Vinçit, duke theksuar kështu ngjashmërinë e antitrupit dhe trupit të njeriut.

Përdorimi i parë i termit "antitrup" ndodhi në një tekst nga Paul Ehrlich. Termi Antikörper (fjala gjermane për antitrupat) shfaqet në përfundimin e artikullit të tij "Studime eksperimentale mbi imunitetin", botuar në tetor 1891, i cili thotë se, "nëse dy substanca krijojnë dy Antikörper të ndryshëm, atëherë ato vetë duhet të jenë të ndryshme. ". Megjithatë, termi nuk u pranua menjëherë dhe u propozuan disa terma të tjerë për antitrupat; këto përfshinin Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substancë sensibilisatrice, copula, Desmon, filocitase, fixateur dhe Immunisin. Fjala antitrup ka analogji formale me fjalën antitoksin dhe një koncept të ngjashëm me Immunkörper (trup imunitar në anglisht). Si i tillë, ndërtimi origjinal i fjalës përmban një të metë logjike; antitoksina është diçka e drejtuar kundër një toksine, ndërsa antitrupi është një trup i drejtuar kundër diçkaje.

Studimi i antitrupave filloi në 1890 kur Emil von Behring dhe Kitasato Shibasaburō përshkruan aktivitetin e antitrupave kundër toksinave të difterisë dhe tetanozit. Von Behring dhe Kitasato parashtruan teorinë e imunitetit humoral, duke propozuar që një ndërmjetës në serum mund të reagonte me një antigjen të huaj. Ideja e tij e shtyu Paul Ehrlich të propozonte teorinë e zinxhirit anësor për ndërveprimin e antitrupave dhe antigjenit në 1897, kur ai hipotezoi se receptorët (të përshkruar si "zinxhirët anësor") në sipërfaqen e qelizave mund të lidheshin në mënyrë specifike me toksinat - në një "bllokim" ndërveprim "dhe-kyç" - dhe se ky reagim lidhës është shkas për prodhimin e antitrupave. Studiues të tjerë besonin se antitrupat ekzistonin lirisht në gjak dhe, në vitin 1904, Almroth Wright sugjeroi që antitrupat e tretshëm të mbulonin bakteret për t'i etiketuar ato për fagocitozë dhe vrasje; një proces që ai e quajti opsoninizimi.

Në vitet 1920, Michael Heidelberger dhe Oswald Avery vunë re se antigjenet mund të precipitoheshin nga antitrupat dhe vazhduan të tregonin se antitrupat përbëhen nga proteina. Vetitë biokimike të ndërveprimeve antigjen-antitrup-lidhëse u shqyrtuan më në detaje në fund të viteve 1930 nga John Marrack. Përparimi tjetër i madh ishte në vitet 1940, kur Linus Pauling konfirmoi teorinë "kyç dhe çelës" të propozuar nga Ehrlich duke treguar se ndërveprimet midis antitrupave dhe antigjeneve varen më shumë nga forma e tyre sesa nga përbërja e tyre kimike. Në vitin 1948, Astrid Fagraeus zbuloi se qelizat B, në formën e qelizave plazmatike, ishin përgjegjëse për gjenerimin e antitrupave.

Puna e mëtejshme u përqendrua në karakterizimin e strukturave të proteinave të antitrupave. Një përparim i madh në këto studime strukturore ishte zbulimi në fillim të viteve 1960 nga Gerald Edelman dhe Joseph Gally i zinxhirit të lehtë të antitrupave dhe realizimi i tyre se kjo proteinë është e njëjtë me proteinën Bence-Jones të përshkruar në 1845 nga Henry Bence Jones. 73] Edelman vazhdoi të zbulojë se antitrupat përbëhen nga zinxhirë të rëndë dhe të lehtë të lidhur me lidhjet disulfide. Përafërsisht në të njëjtën kohë, rajonet lidhëse të antitrupave (Fab) dhe bishtit të antitrupave (Fc) të IgG u karakterizuan nga Rodney Porter. Së bashku, këta shkencëtarë konkluduan strukturën dhe sekuencën e plotë të aminoacideve të IgG, një arritje për të cilën ata morën çmimin Nobel në 1972 në Fiziologji ose Mjekësi. Fragmenti Fv është përgatitur dhe karakterizuar nga David Givol. Ndërsa shumica e këtyre studimeve të hershme u fokusuan në IgM dhe IgG, izotipe të tjera imunoglobulinash u identifikuan në vitet 1960: Thomas Tomasi zbuloi antitrupat sekretues (IgA); David S. Rowe dhe John L. Fahey zbuluan IgD; dhe Kimishige Ishizaka dhe Teruko Ishizaka zbuluan IgE dhe treguan se ishte një klasë e antitrupave të përfshirë në reaksionet alergjike. Në një seri të rëndësishme eksperimentesh duke filluar në vitin 1976, Susumu Tonegawa tregoi se materiali gjenetik mund të riorganizohet për të formuar një grup të gjerë të antitrupave të disponueshëm.

Aplikimet mjekësore

Diagnoza e sëmundjes

Zbulimi i antitrupave të veçantë është një formë shumë e zakonshme e diagnostikimit mjekësor dhe aplikime të tilla si serologjia varen nga këto metoda. Për shembull, në analizat biokimike për diagnostikimin e sëmundjes, një titull i antitrupave të drejtuar kundër virusit Epstein-Barr ose sëmundjes Lyme vlerësohet nga gjaku. Nëse ato antitrupa nuk janë të pranishëm, ose personi nuk është i infektuar ose infeksioni ka ndodhur shumë kohë më parë, dhe qelizat B që gjenerojnë këto antitrupa specifikë janë prishur natyrshëm.

Në imunologjinë klinike, nivelet e klasave individuale të imunoglobulinave maten me nefelometri (ose turbidimetri) për të karakterizuar profilin e antitrupave të pacientit. Ngritjet në klasa të ndryshme të imunoglobulinave ndonjëherë janë të dobishme në përcaktimin e shkakut të dëmtimit të mëlçisë tek pacientët për të cilët diagnoza është e paqartë. Për shembull, IgA i ngritur tregon cirrozë alkoolike, IgM i ngritur tregon hepatit viral dhe cirrozë primare biliare, ndërsa IgG është i ngritur në hepatitin viral, hepatitin autoimun dhe cirrozën.

Çrregullimet autoimune shpesh mund të gjurmohen tek antitrupat që lidhin epitopet e trupit; shumë mund të zbulohen përmes analizave të gjakut. Antitrupat e drejtuar kundër antigjeneve të sipërfaqes së qelizave të kuqe të gjakut në aneminë hemolitike të ndërmjetësuar nga imuniteti zbulohen me testin Coombs. Testi Coombs përdoret gjithashtu për skriningun e antitrupave në përgatitjen e transfuzionit të gjakut dhe gjithashtu për shqyrtimin e antitrupave tek gratë antenatale.

Praktikisht, disa metoda imunodiagnostike të bazuara në zbulimin e antigjen-antitrupave komplekse përdoren për të diagnostikuar sëmundjet infektive, për shembull ELISA, imunofluoreshencë, Western blot, imunodifuzion, imunoelektroforezë dhe analizë magnetike. Antitrupat e ngritur kundër gonadotropinës korionike njerëzore përdoren në testet e shtatzënisë pa recetë.

Kimia e re e dioksaborolanit mundëson etiketimin e antitrupave me fluorin radioaktiv (18F), gjë që lejon tomografinë e emetimit të pozitronit (PET) të imazhit të kancerit.

Terapia e sëmundjes

Terapia e synuar e antitrupave monoklonale përdoret për të trajtuar sëmundje të tilla si artriti reumatoid, skleroza e shumëfishtë, psoriasis dhe shumë forma të kancerit duke përfshirë limfomën jo-Hodgkin, kancerin kolorektal, kancerin e kokës dhe qafës dhe kancerin e gjirit.

Disa mangësi imune, të tilla si agamaglobulinemia e lidhur me X dhe hipogamaglobulinemia, rezultojnë në mungesë të pjesshme ose të plotë të antitrupave. Këto sëmundje shpesh trajtohen duke nxitur një formë afatshkurtër të imunitetit të quajtur imunitet pasiv. Imuniteti pasiv arrihet përmes transferimit të antitrupave të gatshëm në formën e serumit të njeriut ose të kafshëve, imunoglobulinës së bashkuar ose antitrupave monoklonale, në individin e prekur.

Terapia prenatale

Faktori Rh, i njohur gjithashtu si antigjeni Rh D, është një antigjen që gjendet në qelizat e kuqe të gjakut; individët që janë Rh-pozitiv (Rh+) e kanë këtë antigjen në qelizat e tyre të kuqe të gjakut dhe individët që janë Rh-negativ (Rh-) jo. Gjatë lindjes normale, traumave të lindjes ose komplikimeve gjatë shtatzënisë, gjaku nga fetusi mund të hyjë në sistemin e nënës. Në rastin e një nëne dhe një fëmije të papajtueshëm me Rh, përzierja e vazhdueshme e gjakut mund të sensibilizojë një nënë Rh- ndaj antigjenit Rh në qelizat e gjakut të fëmijës Rh+, duke e vënë pjesën e mbetur të shtatzënisë dhe çdo shtatzëni të mëvonshme, në rrezik për hemolitik. sëmundje e të porsalindurit.

Antitrupat e imunoglobulinës Rho(D) janë specifike për antigjenin RhD të njeriut. Antitrupat anti-RhD administrohen si pjesë e një regjimi trajtimi prenatal për të parandaluar sensibilizimin që mund të ndodhë kur një nënë Rh-negative ka një fetus Rh-pozitiv. Trajtimi i një nëne me antitrupa Anti-RhD para dhe menjëherë pas traumës dhe lindjes shkatërron antigjenin Rh në sistemin e nënës nga fetusi. Është e rëndësishme të theksohet se kjo ndodh përpara se antigjeni të mund të stimulojë qelizat B të nënës që të "kujtojnë" antigjenin Rh duke gjeneruar qeliza B të memories. Prandaj, sistemi i saj imunitar humoral nuk do të prodhojë antitrupa anti-Rh dhe nuk do të sulmojë antigjenet Rh të foshnjave aktuale ose të mëvonshme. Trajtimi me imunoglobulinën Rho(D) parandalon sensibilizimin që mund të çojë në sëmundjen Rh, por nuk parandalon ose trajton vetë sëmundjen themelore.

Aplikacionet kërkimore

Antitrupat specifikë prodhohen duke injektuar një antigjen në një gjitar, të tillë si miu, miu, lepur, dhi, dele ose kalë për sasi të mëdha antitrupash. Gjaku i izoluar nga këto kafshë përmban antitrupa poliklonalë - antitrupa të shumëfishtë që lidhen me të njëjtin antigjen - në serum, i cili tani mund të quhet antiserum. Antigjenet gjithashtu injektohen në pula për gjenerimin e antitrupave poliklonalë në të verdhën e vezës. Për të marrë antitrup që është specifik për një epitop të vetëm të një antigjeni, limfocitet që sekretojnë antitrupa izolohen nga kafsha dhe përjetësohen duke i shkrirë ato me një linjë qelizore kanceroze. Qelizat e bashkuara quhen hibridoma dhe do të rriten vazhdimisht dhe do të sekretojnë antitrupa në kulturë. Qelizat e vetme hibridome izolohen me klonim me hollim për të gjeneruar klone qelizore që prodhojnë të gjitha të njëjtin antitrup; këto antitrupa quhen antitrupa monoklonale. Antitrupat poliklonalë dhe monoklonalë shpesh pastrohen duke përdorur proteinën A/G ose kromatografinë me afinitet antigjen.

Në kërkime, antitrupat e pastruar përdoren në shumë aplikime. Antitrupat për aplikime kërkimore mund të gjenden direkt nga furnizuesit e antitrupave, ose nëpërmjet përdorimit të një motori kërkimi të specializuar. Antitrupat hulumtues përdoren më së shpeshti për të identifikuar dhe lokalizuar proteinat ndërqelizore dhe jashtëqelizore. Antitrupat përdoren në citometrinë e rrjedhës për të diferencuar llojet e qelizave sipas proteinave që ato shprehin; lloje të ndryshme qelizash shprehin kombinime të ndryshme të grupit të molekulave të diferencimit në sipërfaqen e tyre dhe prodhojnë proteina të ndryshme ndërqelizore dhe të sekretueshme. Ato përdoren gjithashtu në imunoprecipitim për të ndarë proteinat dhe çdo gjë të lidhur me to (bashkë-imunoprecipitim) nga molekulat e tjera në një lizatë qelizore,[98] në analizat Western blot për të identifikuar proteinat e ndara nga elektroforeza dhe në imunohistokimi ose imunofluoreshencë për të ekzaminuar shprehjen e proteinave. në seksionet e indeve ose për të lokalizuar proteinat brenda qelizave me ndihmën e një mikroskopi. Proteinat gjithashtu mund të zbulohen dhe maten me antitrupa, duke përdorur teknikat ELISA dhe ELISpot.

Antitrupat e përdorur në kërkime janë disa nga reagentët më të fuqishëm, por edhe më problematikë, me një numër të madh faktorësh që duhet të kontrollohen në çdo eksperiment, duke përfshirë reaktivitetin e kryqëzuar, ose antitrupat që njohin epitope dhe afinitet të shumëfishtë, të cilat mund të ndryshojnë shumë në varësi të kushteve eksperimentale si p.sh. si pH, tretës, gjendja e indeve etj. Janë bërë përpjekje të shumta për të përmirësuar si mënyrën se si studiuesit vërtetojnë antitrupat dhe mënyrat në të cilat ata raportojnë për antitrupat. Studiuesit që përdorin antitrupa në punën e tyre duhet t'i regjistrojnë ato në mënyrë korrekte në mënyrë që të lejojnë kërkimin e tyre të riprodhueshëm (dhe për rrjedhojë të testuar dhe kualifikuar nga studiues të tjerë). Më pak se gjysma e antitrupave kërkimore të referuara në punimet akademike mund të identifikohen lehtësisht. Punimet e botuara në F1000 në 2014 dhe 2015 u ofrojnë studiuesve një udhëzues për raportimin e përdorimit të antitrupave në kërkime. Punimi RRID, është bashkë-botuar në 4 revista që kanë zbatuar Standardin RRIDs për citimin e burimeve kërkimore, i cili merr të dhëna nga antibodyregistry.org si burim i identifikuesve të antitrupave.

Rregulloret

Prodhimi dhe testimi

Tradicionalisht, shumica e antitrupave prodhohen nga linjat qelizore hibridoma përmes pavdekësisë së qelizave që prodhojnë antitrupa nga bashkimi i shkaktuar nga kimikatet me qelizat e mielomës. Në disa raste, bashkimet shtesë me linja të tjera kanë krijuar "trioma" dhe "quadroma". Procesi i prodhimit duhet të përshkruhet dhe vërtetohet siç duhet. Studimet e vërtetimit duhet të përfshijnë të paktën:

Demonstrimi se procesi është në gjendje të prodhojë në cilësi të mirë (procesi duhet të vërtetohet)
Efikasiteti i pastrimit të antitrupave (duhet eliminuar të gjitha papastërtitë dhe viruset)
Karakterizimi i antitrupave të pastruar (karakterizimi fiziko-kimik, vetitë imunologjike, aktivitetet biologjike, ndotësit, ...)
Përcaktimi i studimeve të pastrimit të virusit

Para provave klinike

Testimi i sigurisë së produktit: Steriliteti (bakteret dhe kërpudhat), testimi in vitro dhe in vivo për viruset e rastësishme, testimi i retrovirusit të miut..., të dhënat e sigurisë së produktit të nevojshme përpara fillimit të provave të fizibilitetit në kushte serioze ose menjëherë kërcënuese për jetën, ai shërben për të vlerësoni potencialin e rrezikshëm të produktit.
Testimi i fizibilitetit: Këto janë studime pilot, objektivat e të cilave përfshijnë, ndër të tjera, karakterizimin e hershëm të sigurisë dhe vërtetimin fillestar të konceptit në një popullatë të vogël pacientësh specifike (testim in vitro ose in vivo).

Studimet paraklinike

Testimi i ndër-reaktivitetit të antitrupave: për të theksuar ndërveprimet e padëshiruara (toksicitetin) e antitrupave me indet e karakterizuara më parë. Ky studim mund të kryhet in vitro (reaktiviteti i antitrupave ose imunokonjugatit duhet të përcaktohet me inde të rritura të ngrira shpejt) ose in vivo (me modelet e përshtatshme të kafshëve).
Farmakologjia paraklinike dhe testimi i toksicitetit: testimi paraklinik i sigurisë së antitrupave është krijuar për të identifikuar toksicitetin e mundshëm te njerëzit, për të vlerësuar gjasat dhe ashpërsinë e ngjarjeve të padëshiruara të mundshme te njerëzit dhe për të identifikuar një dozë fillestare të sigurt dhe rritje të dozës, kur është e mundur.
Studimet e toksicitetit të kafshëve: Testimi i toksicitetit akut, testimi i toksicitetit me doza të përsëritura, testimi afatgjatë i toksicitetit
Testet farmakokinetike dhe farmakodinamike: Përdorimi për doza të përcaktuara klinike, aktivitetet e antitrupave, vlerësimi i efekteve të mundshme klinike

Parashikimi i strukturës dhe dizajni llogaritës i antitrupave

Rëndësia e antitrupave në kujdesin shëndetësor dhe industrinë e bioteknologjisë kërkon njohuri të strukturave të tyre në rezolucion të lartë. Ky informacion përdoret për inxhinierinë e proteinave, modifikimin e afinitetit të lidhjes së antigjenit dhe identifikimin e një epitopi të një antitrupi të caktuar.

Kristalografia me rreze X është një metodë e përdorur zakonisht për përcaktimin e strukturave të antitrupave. Megjithatë, kristalizimi i një antitrupi shpesh është i mundimshëm dhe kërkon kohë. Qasjet e llogaritëse ofrojnë një alternativë më të lirë dhe më të shpejtë për kristalografinë, por rezultatet e tyre janë më të paqarta, pasi ato nuk prodhojnë struktura empirike. Ueb serverët në internet si modelimi i antitrupave në internet (WAM) dhe parashikimi i strukturës së imunoglobinës (PIGS) mundësojnë modelimin llogaritës të rajoneve të ndryshueshme të antitrupave. Antitrupi Rosetta është një server i ri i parashikimit të strukturës së rajonit të antitrupave FV, i cili përfshin teknika të sofistikuara për të minimizuar unazat CDR dhe për të optimizuar orientimin relativ të vargjeve të lehta dhe të renda, si edhe modele homologjike që parashikojnë lidhjen e sukseshme të antitrupave me antigjenin e tyre unik. Megjithatë, përshkrimi i vendit të lidhjes së një antrupi duke përdorur vetëm një strukturë të vetme statike kufizon kuptimin dhe karakterizimin e funksionit dhe vetive të antitrupit. Për të përmirësuar parashikimin e strukturës së antitrupave dhe për të marrë parasysh lëvizjet e lakut CDR dhe ndërfaqes të lidhura ngushtë, paratopet e antitrupave duhet të përshkruhen si gjendje ndërkonvertuese në tretsirë me probabilitete të ndryshme.

Aftësia për të përshkruar antitrupin nëpërmjet afinitetit të lidhjes me antigjenin plotësohet nga informacioni mbi strukturën e antitrupave dhe sekuencat e aminoacideve për qëllimin e pretendimeve për qartësi. Janë paraqitur disa metoda për projektimib llogaritës të antitrupave bazuar në studimet strukturore tënbioinformatikës së CDR-ve të antitrupave.

Ka një sërë metodash të përdorura për të renditur një antitrup duke përfshirë degradimin e Edman, cADN, etj.; megjithëse një nga përdorimet moderne më të zakonshme për identifikimin e peptideve/proteinave është kromatografia e lëngshme e shoqëruar me spektrometrinë e masës së bashku (LC-MS/MS). Metodat e renditjes së antitrupave me vëllim të lartë kërkojnë qasje llogaritëse për analizën e të dhënave, duke përfshirë sekuencën de novo direkt nga spektrat e masës së bashku dhe metodat e kërkimit të bazës së të dhënave që përdorin bazat e të dhënave ekzistuese të sekuencave të proteinave. Shumë versione të sekuencës së proteinave të pushkës së gjahut janë në gjendje të rrisin mbulimin duke përdorur metodat e fragmentimit CID/HCD/ETD dhe teknika të tjera, dhe ato kanë arritur përparim të konsiderueshëm në përpjekje për të renditur plotësisht proteinat, veçanërisht antitrupat. Metoda të tjera kanë supozuar ekzistencën e proteinave të ngjashme, një sekuencë të njohur gjenomi ose qasje të kombinuara nga lart-poshtëndhe nga poshtë-lart. Teknologjitë aktuale kanë aftësinë për të mbledhur sekuenca proteinash me saktësi të lartë duke integruar peptidet e sekuencës de novo , intensitetin dhe rezultatet e besimit pozicional nga kërkimet e bazës së të dhënave dhe homologjisë.

Imituesit e antitrupave

Imituesit e antitrupave janë komponime organike, si antitrupat, që mund të lidhin në mënyrë specifike antigjenet. Ato përbëhen nga peptide artificiale ose proteina, ose molekula të acidit nukleik të bazuar në aptamer me një masë molare prej rreth 3 deri në 20 kDa. Fragmentet e antitrupave, si Fab dhe nanotrupat nuk konsiderohen si imitues të antitrupave. Përparësitë e zakonshme ndaj antitrupave janë tretshmëria më e mirë, depërtimi në inde, qëndrueshmëria ndaj nxehtësisë dhe enzimave dhe kosto relativisht e ulët e prodhimit. Imituesit e antitrupave janë zhvilluar dhe prezantuar si agjentë kërkimor, diagnostikues dhe terapeutikë.

Ligandët optimer

Ligandët optimer janë një klasë e re e imituesve të antitrupave. Këta ligandë afrues me bazë acidi nukleik janë zhvilluar in vitro për të gjeneruar ligandë të afrimitetit specifik dhe të ndjeshëm që po aplikohen në terapeutikë, në shpërndarjen e barnave , në biopërpunim, në diagnostifikim, dhe në kërkimin bazë.

Referimet

Antitrupat e receptorit anti-glutamat

Page version status