Paratop lub antydeterminanta

– fragment przeciwciała, który wiąże się bezpośrednio z epitopem na

danym antygenie

. Paratop wykazuje największą zmienność w cząsteczce immunoglobuliny i w związku z

tym odpowiada za istnienie idiotypów. Część zmienna każdego przeciwciała może zostać opisana jako

sekw

encja kolejnych fragmentów łańcucha peptydowego, ułożonych w kolejności:

FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4.
Fragmenty określone symbolami "FR" to tzw. regiony zrębowe (ang. frame region), które nie biorą udziału w
wiązaniu antygenu, a jedynie tworzą rusztowanie, na którym oparte są o wiele bardziej istotne fragmenty
CDR, czyli regiony hiperzmienne, zwane też regionami determinującymi dopasowanie

(ang. complementarity determining regions

). Regiony determinujące dopasowanie wykazują wybitną

zmienność w sekwencji aminokwasów, dlatego występuje wiele wariantów przeciwciał, które z kolei mogą
wiązać się z wieloma różnymi antygenami. W obrębie CDR zachodzą

t

akże hipermutacje warunkujące dojrzewanie powinowactwa, stąd też wywodzi się nazwa "regiony

hiperzmienne".
Paratop jest zbudowany z dwu części, z których jedna pochodzi od części zmiennej łańcucha lekkiego,
druga zaś od części zmiennej łańcucha ciężkiego. Regiony hiperzmienne wypętlają się i mają możliwość
wiązania się z antygenem. Regiony zrębowe natomiast łączą ze sobą kolejne pętle CDR. Niektóre
przeciwciała posiadają dodatkowy, czwarty region hiperzmienny, chociaż w każdym przypadku

naj

ważniejszy wydaje się być CDR3

Przeciwciała monoklonalne (mAb – ang. Monoclonal AntiBodies) – zbiór przeciwciał, które wykazują
jednakową swoistość względem danego antygenu i ewentualnie takie samo lub podobne powinowactwo.
Nazwa wywodzi się stąd, że wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z jednego klonu limfocytów B.
Przeciwieństwem przeciwciał monoklonalnych są przeciwciała poliklonalne, czyli takie, które wiążą różne
antygeny i względem tego samego antygenu wykazują różne powinowactwo.

Analogicznie: surowica

zawierająca przeciwciała monoklonalne to surowica monoklonalna, zaś surowica

zawierająca przeciwciała poliklonalne to surowica poliklonalna..
Przeciwciała poliklonalne - jak wskazuje nazwa pochodzą z więcej niż jednego klonu komórek
plazamtycznych. Przeciwciała, które one produkują nazywane są poliklonalnymi. Różnią się między sobą
składem łańcuchów ciężkich i lekkich. Wyniaka z tego, że mają odmienne powinowactwo do epitopów
antygenu - mogą się wiązać do różnych epitopów i z odmienną siłą.
ELISA (ang. enzyme-linked immunosorbent assay), czyli test

immunoenzymatyczny lub immunoenzymosorbcyjny

– jeden z najpowszechniej stosowanych testów w

badaniach biomedycznych, zarówno naukowych, jak i diagnostycznych. Służy on do wykrycia
określonych białek w badanym materiale z użyciem przeciwciał poliklonalnych

lub monoklonalnych skoniugowanych z odpowiednim enzymem. W podstawowej wersji testu ELISA, pewna
ilość antygenu unieruchomiona jest na powierzchni fazy stałej. Wykonanie testu polega na wprowadzeniu
materiału biologicznego zawierającego przeciwciała specyficzne dla unieruchomionego antygenu.
Przeciwciała te powinny być uprzednio połączone wiązaniem kowalencyjnym z enzymem. Unieruchomiony
antygen i specyficzne przeciwciało tworzą kompleks immunologiczny, dzięki któremu przeciwciało zostaje
trwale związane z podłożem. Po przepłukaniu środowiska reakcji i dodaniu odpowiedniego substratu,
enzym związany ze specyficznym przeciwciałem katalizuje reakcję, której produkt (najczęściej barwny)
można oznaczyć spektrofotometrycznie. Należy jednak zdawać sobie sprawę z faktu, że przedstawiony
powyżej opis działania metody jest silnie uproszczony i może podlegać wielu modyfikacjom, a
najważniejsze z nich przedstawiono w dalszej części artykułu.
Przeciwciało

Schemat przeciwciała:

1. fragment wiążący antygen

2. region Fab

3. region Fc

niebieskie

– łańcuchy ciężkie

żółte – łańcuchy lekkie

ciemnoniebieskie/żółte – regiony zmienne

jasnoniebieskie/żółte – regiony stałe

szare

– mostki dwusiarczkowe

Przeciwciała, immunoglobuliny – białka wydzielane przez komórki plazmatyczne (czyli

pobudzone limfocyty B) w przebiegu odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego

, które mają zdolność

do swoistego rozpoznawania

antygenów.

Jako część układu odpornościowego u człowieka i innych kręgowców przeciwciała odgrywają zasadniczą

rolę w obronie organizmu przed bakteriami i pasożytami zewnątrzkomórkowymi oraz w znacznie mniejszym

stopniu, pasożytami i bakteriami wewnątrzkomórkowymi.

Głównym zadaniem przeciwciał jest wiązanie antygenu, co umożliwia z kolei zachodzenie innych procesów:

opsonizacji

, w wyniku której patogen zostaje zneutralizowany

[1]

i może być łatwiej usuwany na

drodze fagocytozy

aktywowania

dopełniacza, co skutkuje zniszczeniem niektórych typów patogenów oraz

pobudzeniem

odpowiedzi odpornościowej

cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał

neutralizowania toksyn

neutralizowania

wirusów

oddziaływania bakteriostatycznego

blokowania adhezyn bakteryjnych

Produkcja przeciwciał jest główną funkcją humoralnego układu odpornościowego

[2]

.

Budowa przeciwciał

Schemat budowy przeciwciał:

1. Fragment Fab

2. Fragment Fc

3. Łańcuch ciężki (zawiera VH, CH1, zawias,

regiony CH2 i CH3: licząc od N-końca)

4. Łańcuch lekki (zawiera regiony VL i CL: licząc

od N-

końca)

5. Miejsce wiązania antygenu

6. Regiony zawiasowe

(*) -S-S- oznacza mostki disiarczkowe

Budowa przeciwciał wszystkich klas jest podobna. Są to białkowe cząsteczki o kształcie zbliżonym do litery

"Y", o masach

cząsteczkowych od 150 do 970 kDa, złożone (w formie monomerycznej) z

czterech glikozylowanych

łańcuchów peptydowych. Dwa z tych łańcuchów, określane mianem łańcuchów

ciężkich (H, od ang. Heavy – na rysunku kolor niebieski) są dłuższe i związane ze sobą wiązaniami

dwusiarczkowymi

. Pozostałe dwa łańcuchy, nazywane lekkimi(L, od ang. Light – kolor zielony) są

związane z łańcuchami ciężkimi również za pomocą mostków dwusiarczkowych. Obydwa łańcuchy ciężkie

w danej cząsteczce są identyczne, podobnie jest z łańcuchami lekkimi. Region, w którym występują

wiązania dwusiarczkowe pomiędzy H (miejsce zgięcia łańcuchów) nazywamy regionem zawiasowym,

gdyż warunkuje on tzw. zmienność segmentalną, czyli możliwość rozchylania się ramion przeciwciała.

Przeciwciało rozcięte przez papainę

Zastosowanie papainy

umożliwia rozcięcie przeciwciała i uzyskanie z pojedynczej cząsteczki dwóch

fragmentów Fab (ang.Fragment, antigen binding – wiążących antygen) oraz jednego fragmentu Fc

(ang. Fragment, crystallizable

– krystalizującego). Miejsce cięcia enzymu wypada nieco powyżej regionu

zawiasowego. Na podstawie takiego trawienia enzymatycznego udało się potwierdzić istnienie dwóch

funkcjonalnych części:

fragmentów Fab, odpowiadających ramionom przeciwciała i wiążących się z antygenem

fragmentu Fc, pełniącego funkcję efektorową, czyli odpowiadającego za różne zjawiska, które

zapoczątkowuje związanie antygenu, np. immunofagocytozę. Fragment Fc jest związany

z

cytofilnością przeciwciał.

Badania nad budową przeciwciał pozwoliły wniknąć głębiej w budowę ich łańcuchów peptydowych. Okazało

się, że każdy łańcuch posiada część stałą (ciemniejszy kolor na schemacie), która jest taka sama u

wszystkich przeciwciał danej klasy, oraz część zmienną(jaśniejszy kolor na schemacie), różniącą się wśród

przeciwciał o różnej swoistości. Część zmienna łańcucha ciężkiego nosi nazwę VH, zaś łańcucha lekkiego

– VL (V od ang. Variable). Części stałe zaś są oznaczone symbolami CH (w łańcuchu ciężkim, C od

ang. Constant

) i CL (w łańcuchu lekkim), przy czym każda domena części stałej łańcucha ciężkiego jest

oznaczona cyfrą. Jak widać, w skład fragmentu Fc wchodzi wyłącznie część stała H, zaś w skład fragmentu

Fab

– fragment części stałej i część zmienna łańcucha ciężkiego oraz kompletne łańcuchy lekkie. Każde z

ramion przeciwciała (Fab) zawiera więc część wiążącą antygen, zwaną paratopem (na rysunku otoczona

czerwonym, przerywanym okręgiem), który złożony jest zarówno z fragmentów H, jak i L, funkcje

efektorowe natomiast zależą jedynie od H.

Klasyfikacja przeciwciał

Klasy przeciwciał

Nazwa Typy

Opis

IgA

2

Immunoglobuliny wydzielnicze (składnik np. śliny, łez i in.).
Odgrywają rolę w mechanizmach odpornościowych w obrębie błon
śluzowych przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, układu
moczowo-płciowego, zapobiegają kolonizacji patogenów

[3]

.

IgD

1

Działanie niezbyt dokładnie zbadane. Odgrywają rolę jako
receptory na komórkach B dla antygenów

[4]

.

IgE

1

Odpowiedzialne za reakcje alergiczne (typu natychmiastowego).
Powodują uwalnianie histaminy z mastocytów. Odgrywają rolę w
zwalczaniu pasożytów

[2]

.

IgG

4

Podstawowa w odporności klasa immunoglobulin

[2]

.

IgM

1

Immunoglobuliny pierwszego rzutu - wydzielane we wczesnych
stadiach odporności zależnej od limfocytów B, eliminują patogeny
zanim zostaną wyprodukowane wystarczające ilości IgG

[2][4]

.

Monomeryczna forma IgM znajdująca się na powierzchni
limfocytów B pełni rolę receptora dla antygenów.

Podział na klasy, zależny od łańcucha ciężkiego, pozwala odróżnić "zachowanie" określonych przeciwciał

od "zachowania" innych przeciwciał, co wiąże się z faktem, iż tylko łańcuch ciężki odpowiada za funkcje

efektorowe. Łańcuch ciężki występuje w pięciu formach: α, γ, δ, ε, μ, co pozwala wyodrębnić odpowiednio

pięć klas: immunoglobuliny A (IgA), immunoglobuliny G (IgG) i analogicznie IgD, IgE i IgM. Poszczególne

klasy i podklasy różnią się układem specyficznych dla immunoglobulin domen białkowych, tzw.splotów

immunoglobulinowych

oraz obecnością lub brakiem regionu zawiasowego. Ponadto przeciwciała klasy IgA

mogą łączyć się w dimery, zaś IgM – w pentamery i heksamery. Ze względu na wspomniane różnice w

budowie poszczególnych łańcuchów lub ich fragmentów można wyróżnić trzy rodzaje markerów

przeciwciał:

izotypy

– rozróżnia się je na podstawie zasadniczych różnić w planie budowy łańcuchów. Podział na

izotypy polega na podziale na klasy i podklasy oraz typy i podtypy;

allotypy

– są to drobne zmiany w obrębie danego izotypu, warunkowane zmiennością genetyczną.

Przeważnie chodzi tutaj o występowanie takiego czy innego aminokwasu w określonej pozycji

łańcucha;

idiotypy

– to grupy przeciwciał o takiej samej swoistości. Różnią się one budową części zmiennej

(patrz:

zmienność przeciwciał), mimo posiadania tej samej części stałej (czyli mogą to być te same

izotypy, choć nie muszą).

Adiuwant (

łac. adiuvare – wzmacniać

)

– substancja powodująca wzmocnienie lub wręcz pojawienie

się

[

poszczepiennej

odpowiedzi odpornościowej na podany antygen. Adiuwanty stosowane są zarówno w

badaniach naukowych, jak również w terapii, np. w celu zwiększenia skuteczności szczepionek. Idealny
adiuwant nie powinien wywoływać odpowiedzi swoistej względem siebie

[1]

.

Tworzenie kompleksów immunologicznych
Kompleksem immunologicznym

nazywamy połączenie przeciwciała z antygenem. Po utworzeniu

kompleksu może nastąpić usunięcie antygenu, lecz czasami tworzenie kompleksów może przynieść więcej
szkody niż pożytku. Dzieje się tak, gdy rozmiary kompleksów są duże i wytrącają się one w tkankach
(patrz: kompleksy immunologiczne

). Następuje wtedy nadmierna, niekontrolowana

aktywacja

dopełniacza oraz silna aktywacja komórek żernych, co powoduje zniszczenie otaczających

tkanek. Przykładem takiej patologii może być zapalenie kłębuszków nerkowych towarzyszące wirusowemu
zapaleniu wątroby typu C. Duża ilość wirionów uwalnianych do krwi powoduje, że powstają duże
kompleksy, gromadzące się w naczyniach nerek. Aktywacja dopełniacza powoduje silne zapalenie trwale
uszkadzające nerki.