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Inmunogenos y Antígenos

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on 16 December 2013

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En general, entre mayor la complejidad química de una sustancia mayor su inmunogenicidad.

Las cuatro estructuras de las proteínas contribuyen a su inmunogenicidad.

HAPTENOS
INMUNOGENICIDAD
Una sustancia para ser inmunogénica requiere:

Ser foránea
Tener alto peso molecular
Ser compleja químicamente
Ser degradable

ALTO PESO MOLECULAR
- La sustancia para ser inmunogénica debe
tener un mínimo de peso molecular.

- Generalmente sustancias con bajo PM
menos de 1000 Da no son inmunogénicas
(penicilina, progesterona, aspirina).

- Sustancias con PM 1000-6000 Da pueden
o no ser inmunogénicas (insulina, ACTH).

- Sustancias con PM mayor de 6000 Da son
inmunogénicas (albúmina, toxina tetánica).
La respuesta inmune adquirida es el resultado de la exposición a un estimulo foráneo.

Antígeno: cualquier agente capaz de unirse a los componentes de la respuesta inmune como linfocitos y anticuerpos.

Inmunógeno: cualquier agente capaz de inducir una respuesta inmune.

Todos los inmunógenos son antígenos pero no todos los antígenos son necesariamente inmunógenos.

INMUNÓGENOS Y ANTÍGENOS
Foránea: Los animales normalmente no responden inmunológicamente contra ellos mismos.

Si un conejo es inyectado con albúmina sérica propia, no monta respuesta inmune, la reconoce como propia.

Si en cambio se inyecta con albúmina de cuy, la reconoce como foránea y le monta respuesta inmune.
Entre mas foránea sea la sustancia mayor su inmunogenicidad.

Autoinmunidad. Casos excepcionales en los que un individuo responde inmunológicamente contra sus propios tejidos.

COMPLEJIDAD QUÍMICA
Sustancias requieren cierta complejidad fisicoquímica.

Homopolímeros de aminoácidos (lisina) con PM de 30000 Da no son buenos inmunógenos. Si se incrementa la complejidad agregando diversos grupos, incluso de bajo PM que no son inmunogénicos la macromolécula completa se vuelve inmunogénica.

La respuesta inmune se puede dirigir contra el compuesto de bajo PM asociado y también contra el homopolímero de alto PM.
Son sustancias que por su bajo PM y su simplicidad química no inducen respuesta inmunológica.

Se vuelven inmunógenicas si se conjugan con moléculas de alto PM y con complejidad fisicoquímica denominadas transportadoras.

Por tanto la respuesta inmune se puede generar contra miles de compuestos químicos.

Se ha demostrado respuesta inmune contra todas las familias de moléculas bioquímicas y contra drogas, antibióticos, aditivos para alimentos, cosméticos y péptidos sintéticos pequeños.

DEGRADABILIDAD
- La mayoría de los antígenos para
estimular respuesta inmune (celular y
humoral) deben promover interacciones
entre APCs y células T colaboradoras.

- Las APCs realizan procesamiento del
antígeno (degradación enzimática) y
sobre sus MHC unen de manera no-
covalente los fragmentos procesados y
luego los presentan a TCRs para la
activación de células T.

REQUISITOS ADICIONALES PARA
INMUNOGENICIDAD
Genotipo del individuo inmunizado:
- La respuesta inmune en gran parte esta controlada por los genes que mapean dentro del MHC.

Repertorio de células B y T de un individuo:
- Carencia de un clon particular de linfocitos para un antígeno determinado no disparara respuesta inmune.

CANTIDAD DE ANTÍGENOS ADMINISTRADO
- Dosis insuficientes no estimulan respuesta inmune porque la cantidad administrada no activa suficientes linfocitos o porque la dosis hace que células respondedoras no respondan, lo que induce una tolerancia al antígeno.

- El número de dosis administrada también afecta el resultado de la respuesta inmune.
RUTA DE ADMINISTRACIÓN DE ANTÍGENOS
La ruta determina que órganos y poblaciones celulares se involucran en la respuesta.

- Vía intravenosa llega a bazo.

- Vía subcutánea llega a ganglios linfáticos
de drenaje o locales.

RESPUESTAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS
Respuesta primaria:
- Primera respuesta inmune medible como resultado de una primera exposición a un inmunógeno.

Respuesta secundaria:
- Resulta de una segunda exposición al mismo inmunógeno.

Hay varias diferencias entre las respuestas primaria y secundaria.

Dos diferencias principales: respuesta más rápida y de mayor magnitud en la secundaria. ¿Por qué?
Número mayor de linfocitos antígeno-específicos respondiendo.

Células T no se pueden unir a antígenos solubles. ¿Por qué?
En general epítopos “procesados”, son áreas hidrofóbicas lineales desnaturalizadas de proteínas.
En general, proteínas contienen epítopos reconocibles por células B y T mientras que polisacáridos presentan epítopos reconocibles solo por células B.

La respuesta secundaria también se llama respuesta anamnésica o de memoria y los linfocitos B y T que participan en esta respuesta se llaman células de memoria.
ANTIGENICIDAD Y SITIOS DE UNIÓN AL ANTÍGENO
El antígeno acopla en forma complementaria con un sitio de unión al antígeno de un anticuerpo o de un receptor sobre la membrana de un linfocito.

La región Ig que se une al determinante antigénico o epítopo se concentra en diversas regiones hipervariables que forman la región determinante de complementariedad (CDR).
Tamaño del epítopo que se une a CDR de un anticuerpo es equivalente a aproximadamente 5-7 aa.

Tamaño del epítopo que se une a CDR de una célula T especifica es mas grande, el equivalente a 8-15 aa.

¿Por qué? Complejo trimolecular TCR-antígeno-MHC.
EPITOPOS RECONOCIDOS POR CÉLULAS B Y T
Aunque las células B y T pueden reconocer el mismo epítopo, diversas evidencias señalan que las células B y T, reconocen diferentes propiedades de los epítopos.

En general, células B reconocen y unen: antígenos libres en solución, epítopos en el exterior de la molécula (proteínas, aminoácidos secuenciales o no secuenciales, conocidos como determinantes conformacionales).
PRINCIPALES CLASES DE ANTÍGENOS
Carbohidratos: No siempre son inmunógenicos; lo son, generalmente, cuando forman parte de moléculas complejas. ¿Cómo glucoproteínas disparan respuesta inmune?
Muchos polisacáridos que son componentes de microorganismos y células eucarióticas disparan principalmente respuesta inmune humoral. Ej: grupos sanguíneos ABO.

Lípidos: Raramente inmunógenicos. Asociados a transportadores proteicos puede disparar respuesta inmune. Glucolípidos y esfingolípidos también han demostrado evocar respuesta inmune.
Ácidos Nucleicos: Se vuelven inmunógenicos conjugados a transportadores proteicos. ADN en estado helicoidal usualmente es no-inmunogénico. Sin embargo en varias instancias se ha reportado respuesta inmune contra AN. Ej: anticuerpos anti-ADN en pacientes con LES.

Proteínas: virtualmente todas son inmunógenicas. ¿Por qué? la mayoría de las respuestas inmunes son contra proteínas. En general son antígenos multideterminantes (multiepítopos).
Unión del antígeno con anticuerpos Antígeno-Específicos o células T
No involucra enlaces covalentes. Puede involucrar :
-Interacciones electrostáticas
-Interacciones hidrofóbicas
-Enlaces de hidrogeno
-Fuerzas de Van der waals

Estas fuerzas son relativamente débiles por lo que la interacción debe involucrar áreas suficientemente grandes, lo que constituye la base de la especificidad.
REACTIVIDAD CRUZADA
Antígenos macromoleculares pueden contener diversos epítopos. Algunas macromoléculas pueden ser manipuladas sin alterar totalmente su inmunogenicidad y su estructura antigénica.

Dosis letal de toxina tetánica en ratones es de 10-12 g y dosis requerida para inmunización 10-6 g. ¿Como inmunizar? Modificar la toxina, destruyéndole su actividad biológica sin afectarle su antigenicidad o inmunogenicidad (toxoide).
Toxoide puede inmunológicamente reaccionar cruzadamente con la toxina. Ellos comparten suficientes epítopos de modo que la respuesta inmune contra el toxoide monta una efectiva defensa contra la propia toxina.

Reacción cruzada: Reacción inmunológica en la que los componentes inmunes, células o anticuerpos reaccionan contra dos moléculas diferentes que comparten epítopos.
Inmunización homologa: El antígeno y el inmunógeno son el mismo.

Inmunización heteróloga: La sustancia usada para inducir la respuesta inmune es diferente de la que es luego utilizada para reaccionar con los productos de la respuesta inducida.

Antígenos heterófilos: Dos sustancias no relacionadas que reaccionan cruzadamente. Ej: grupo sanguíneo humano A y capsula de polisacaridos pneumococal tipo XIV, grupo sanguíneo humano B y ciertas cepas de E. Coli.
AYUDANTES INMUNOLÓGICOS
Ayudante: Sustancia que mezclada con un inmunógeno aumenta la respuesta inmune contra el inmunógeno.

¿Diferencia entre ayudante y hapteno?
En vacunas humanas se utiliza el sulfato potásico de aluminio, que ayuda a precipitar al antígeno y lo hace que se libere lentamente. Además el incremento del tamaño aumenta la fagocitosis.
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