Lymfocyten en Antilichamen
We hebben in de vorige les de opbouw van antilichamen in vertebraten gezien.
Antilichamen zijn opgebouwd uit twee zware ketens en twee lichte ketens.
De zware en lichte ketens vormen samen één eenheid en de antigenbindende site is verweven tot een 3D-oppervlak.
Antilichamen worden soms aangeduid als bifunctionele moleculen.
Functies zijn regionaal onderscheiden:
FAB-delen: De twee FAB-delen zorgen voor antigeenbinding.
FC-deel: Zorgt voor effectorfuncties.
Een extra slide is toegevoegd voor meer detail over de structuur van antilichamen.
Deze slide wordt apart geüpload voor diergeneeskunde en biochemie.
Voor farmacie staat het in het hoofdstuk over in vivo gebruik van antilichamen.
Antilichamen komen voor in vivo maar kunnen ook aangemaakt worden voor therapeutische doeleinden.
Dit gebeurt via het opwekken van antilichamen.
Verschillende voorstellingen van antilichamen moeten begrepen en geïnterpreteerd worden.
De zware en lichte ketens worden benadrukt, met aandacht voor het variabele en constante domein.
Het variabele domein heeft hypervariabele regio's, waar meer sequentievariabiliteit is.
Dit produceert loops in de 3D-structuur.
Deze loops worden Complementarity Determining Regions (CDR's) genoemd.
CDR's hebben een cruciale rol in de antigeenbinding.
Definities:
Epitoop: Het deel van het antigeen dat bindt met het antilichaam.
Dit is de overeenkomst met T-celherkenning en het deel van het eiwit dat bindt met de T-celreceptor.
Paratoop: De antigeen bindende site van het antilichaam.
B-cellen zijn de enige cellen waar immunoglobulinen in een transmembranair profiel voorkomend en antilichamen aan hun oppervlak kunnen dragen.
B-cellen zijn ook de enige cellen die antilichamen kunnen secreteren.
Soorten Epitopen
Eiwitantigeen bevat epitopen die herkend worden door antilichamen:
Conformationele epitoop: Verkregen uit 3D-structuur, die verloren gaat bij denaturatie.
Lineaire epitoop: Bestaat uit opeenvolgende aminozuren; kan toegankelijk of niet-toegankelijk zijn.
Toegankelijke epitopen zijn toegankelijk in de gevouwen structuur. On-accessible epitopen worden toegankelijk bij denaturatie.
Neo-antigenenepitopen: Epitopen ontstaan door proteolyse die nieuwe N-termini en C-termini creëert.
Antilichaamgebruik en Types Epitopen
Het begrijpen van epitopen is cruciaal voor het gebruik van antilichamen in vitro.
Antilichamen kunnen als reagentia worden gebruikt om antigenen te detecteren.
Bij gebruik van antilichamen is het belangrijk om te weten welk epitoop door het antilichaam wordt herkend.
Antigeen-Antilichaam Binding
Antigeen wordt gebonden, en de scharnierzone concludeert dat de antigen-bindende regio's de capaciteit hebben om flexibiliteit te bieden aan de antilichaamstructuur, wat belangrijk is voor hun functies.
Immunoglobuline Klassen
Er zijn 5 belangrijke immunoglobulineklassen bij de mens: IgA, IgD, IgE, IgG en IgM.
IgA:
Belangrijk voor mucosale immuniteit, wordt gesecreteerd als een dimeer met een halfleven van ongeveer 6 dagen.
Twee subklassen.
IgD:
Weinig gekarakteriseerd en komt voor in sporen.
Monomeer op rijpe B-cellen als antigenreceptor.
IgE:
Komt voor in lage concentraties; betrokken bij allergieën.
Speelt een rol in de verdediging tegen parasitaire infecties.
IgG:
Structuur met 4 subtypes; hoogste concentratie in plasma; lang leven met functies in humorale immunologie.
IgM:
Pentameer dat betrokken is bij complementactivatie; lage concentratie in plasma, met een kort halfleven.
Antilichaam Detectie en Kenmerken
Tijdens een elektroforese van serumproteïnen is het belangrijk om te weten hoe immunoglobulinen verschijnen in de verschillende fracties.
Immunoglobulinen vertonen migratie in de gammaglobulinefractie; de IgG-klas komt het meest voor.
Een verhoging van de gammaglobulinefractie leidt tot polyclonale gammopathieën en zijn gerelateerd aan aandoeningen zoals cirrose.
Hypogammaglobulinemie verwijst naar de afwezigheid of lage niveaus van gammaglobulinen, wat wijst op een tekort aan B-cellen.
Monoklonale gammopathieën vertonen specifieke thoracale pieken in elektroforetogrammen wat wijst op proliferatie van een bepaalde B-celkloon.
Antilichaamproducenten en Monoklonale Antilichamen
Polyclonale antilichamen worden geproduceerd door het immuniseren van proefdieren zoals konijnen en geiten.
Kameliden worden ook gebruikt voor hun unieke opbouw, inclusief heavy chain only antibodies.
Monoklonale antilichamen worden geproduceerd door het fuseren van B-cellen met onsterfelijke myeloma cellen, resulterend in hybridoma cellen die identieke antilichamen secretoriseren.
Voordelen van monoklonale antilichamen zijn inclusief consistentie, karakterisering, en beschikbaarheid door opslag.
T-celreceptoren en B-celreceptoren
T-celreceptoren hebben dezelfde principes als B-celreceptoren, maar met variaties in structuur.
T-celreceptoren zijn meer gelijkaardig aan de B-celstructuur en interageren met MHC-peptiden.
Ontwikkeling van B- en T-cellen vereist differentiatie en selectie waarbij antigeen hun rol speelt.
Positieve en negatieve selectie zijn cruciaal voor het behoud van een effectief immuunsysteem zonder auto-immuniteit.
Rijping en Selectie van Lymfocyten
Rijping van B-cellen vindt plaats in het beenmerg; T-cellen rijpen in de thymus.
De domeinen van de T-celreceptoren hebben ook variabiliteit; zowel CD4-positieve als CD8-positieve T-cellen worden ontwikkeld.
De rol van positieve en negatieve selectie in het thymus is essentieel. Wanneer T-cellen lichaamseigen antigenen herkennen kan dit resulteren in apoptose en negatieve selectie.
De ontwikkeling van een breed repertoire door combinatoriële diversiteit en junctionele diversiteit wordt weerspiegeld in de variabiliteit van antilichamen en receptoren.
Het reguleren van genexpressie door epigenetische mechanismen speelt ook een belangrijke rol.
Diverse Celtypen in het Immuunsysteem
Naast klassieke T-cellen zijn er ook gamma-delta T-cellen, NKT-cellen en verschillende soorten B-cellen met beperkte diversiteit die belangrijke functies vervullen.
Lymfocyten worden constant bestudeerd met betrekking tot immunologie, en huidige onderzoeken focussen op het verbeteren van therapieën en de rol van deze cellen in het immuunsysteem.
Dit document behandelt een breed scala aan onderwerpen met betrekking tot de ontwikkeling van antilichamen, immunoglobulinen, en de rol van cellen in het immuunsysteem.