Antígenos e Imunocomplexos

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Os antígenos são substâncias as quais os 
anticorpos se ligam. Mas esse conceito não 
foi sempre assim. Antes, a denominação de 
antígeno também era para uma substância 
que desencadeava uma ativação do sistema 
imune. À medida em que se descobria os 
detalhes sobre o funcionamento do sistema 
imune, percebeu-se que esse conceito não 
era adequado, e criou-se o termo imunógeno. 
Portanto, antígeno é a substância que está 
envolvida na ligação aos anticorpos e aos 
receptores linfocitários, e imunógeno é uma 
substância capaz de induzir uma ativação do 
sistema imune. 
Tipos de substâncias que podem funcionar 
como um antígeno: as mais comuns são as 
proteínas, mas também podem ser lipídeos, 
carboidratos e ácidos nucleicos. A estrutura 
tridimensional de uma proteína possui vários 
locais de ligação, ou seja, vários alvos de 
ligação para os paratopos presentes nos 
anticorpos. Os carboidratos também são 
muito comuns na superfície de patógenos. 
Os ácidos nucleicos, embora mais raramente 
(ficam protegidos dentro do núcleo), são 
alvos de ligação muito bem caracterizados 
em algumas doenças autoimunes, como no 
lúpus eritematoso. 
Nem toda substância que é alvo de ligação de 
anticorpos é capaz de ativar o sistema imune, 
ou seja, nem todo antígeno é um imunógeno. 
Mas todo imunógeno obrigatoriamente é um 
antígeno. 
Existem alguns antígenos, inclusive substâncias 
sintéticas como a platina, que podem ser alvo 
de ligação de anticorpos, mas mesmo assim 
não serem processadas e apresentadas 
para levar a um desencadeamento de uma 
resposta imune. 
CARACTERÍSTICAS 
A ligação dos antígenos com os anticorpos 
possuem algumas características que 
permitem entender o comportamento de 
inclusive alguns métodos de diagnósticos que 
são muito utilizados na medicina veterinária. 
Essa ligação, na verdade, não é uma ligação 
apenas entre um anticorpo e um antígeno, 
mas sim uma ligação feita entre os 
paratopos dos anticorpos com os epítopos 
dos antígenos. 
O antígeno possui diferentes epítopos, e 
esses epítopos surgem na estrutura 
tridimensional do antígeno. No caso de uma 
proteína, quando ela está no seu nível 
estrutural mais complexo, vão existir vários 
determinantes antigênicos, e se ela for 
desnaturada, ela vai perder alguns epítopos, 
mas podem surgir novos epítopos que sua 
forma desnaturada tem e sua forma nativa 
não possui. 
Alguns epítopos podem se repetir no 
mesmo antígeno, então uma determinada 
sequência de resíduos de aminoácidos que 
levam a uma determinada conformação 
pode estar presente mais de uma vez em 
um determinado antígeno proteico. 
Isso é importante, porque se esse epítopo 
for imunogênico, a sua repetição é uma 
garantia de que aquele antígeno possa vir a 
ser um imunógeno. 
Um epítopo é alvo de ligação de um paratopo, 
e diferentes paratopos (anticorpos) podem 
se ligar ao mesmo epítopo. Isso acontece 
porque essa ligação, do ponto de vista 
molecular, é governada por forças de 
atração e repulsão, então eventualmente 
podem ocorrer ligações mais fortes e 
ligações mais fracas. Assim, essa ligação não 
tem uma acoplagem perfeita (modelo chave-
fechadura). 
Epítopos iguais podem estra presentes em 
diferentes antígenos, e isso é muito comum 
em bactérias que guardam uma relação 
filogenética. Um exemplo é a bactéria 
Brucella abortus, que compartilha alguns 
epítopos com bactérias do gênero Yersínia 
(se um bovino estiver infectado com yersínia 
ele pode dar um resultado falso positivo). 
 
Antígeno com alguns determinantes antigênicos com 
diferentes formas/estruturas, e também com diferentes 
cargas, então alguns anticorpos se ligam mais facilmente, 
mas não exclusivamente. 
Quando os epítopos são compartilhados com 
um outro antígeno, isso recebe o nome de 
reação cruzada, isto é, ela ocorre quando há 
diferentes antígenos com o mesmo epítopo, 
ou quando patógenos distintos tem os 
mesmos antígenos. 
MODELOS DE LIGAÇÃO 
Hoje, se sabe a partir dos estudos de 
ressonância magnética nuclear, difração de 
raio x e cristalografia, que as moléculas, em 
particular as proteínas, possuem uma certa 
mobilidade. Portanto, tanto os anticorpos 
quanto seus paratopos são móveis, ou seja, 
dinâmicos, assim como os determinantes 
antigênicos. 
A ligação entre anticorpos ou paratopos e 
antígenos ou epítopos é explicada a partir de 
modelos, sendo o primeiro o de chave-
fechadura. No entanto, já foi observado que 
paratopos distintos se ligam a um mesmo 
epítopo, porém com forças distintas 
(afinidade). Além disso, há também um 
modelo proposto na enzimologia chamado de 
ligante induzido. A ligação entre um substrato 
e um sítio catalítico de uma enzima não 
poderia ser uma acoplagem perfeita, porque 
o substrato se tornaria um inibidor da 
enzima, e o mesmo acontece com os 
anticorpos. Os paratopos não poderiam se 
ligar aos epítopos em um acoplamento 
perfeito, porque se não os fenômenos que 
devem acontecer após essa ligação seriam 
impedidos, pois em algum momento essa 
ligação também deve ser desfeita. 
Esse modelo do ligante induzido considera que 
existem forças de interação moleculares no 
ambiente de ligação entre o paratopo e o 
epítopo, e que a somatória dessas forças é 
que vai determinar a ligação do anticorpo ao 
antígeno, que é transitória. 
 
Quatro situações que consideram a possibilidade de ligação entre 
paratopos e epítopos. 
Alguns paratopos, em função da sequência 
de resíduos de aminoácidos, podem ser mais 
flexíveis, e acomodar epítopos para os quais 
eles não tem uma complementariedade 
perfeita com um certo grau de afinidade. (C) 
O conceito na bioquímica que estuda essa 
pluralidade de ligações recebe o nome de 
degeneração, portanto, a ligação entre 
paratopos e epítopos é um processo 
degenerado (não é específico). 
Conclui-se, portanto, que a ligação entre 
paratopo e epítopo não é um processo “sim-
não”, e que na verdade ela depende de 
interações intermoleculares (dipolo-dipolo, 
dipolo induzido, e ligações de hidrogênio). Além 
disso, o comportamento do antígeno e do 
anticorpo depende das condições do meio, 
como por exemplo as cargas e a polaridade 
das cadeias laterais (a conformação de uma 
proteína vai depender das cargas disponíveis 
no meio extracelular). 
 
Interações intermoleculares entre antígeno e anticorpo. 
Na imagem acima, o epítopo está 
representado em rosa, com suas projeções 
de cadeias laterais de resíduos de 
aminoácidos, e o paratopo na cor azul, 
também com suas cadeias laterais de 
resíduos de aminoácidos. De cima para baixo, 
tem-se: ligação de hidrogênio, ligação iônica 
(entre um resíduo de ácido carboxílico e um 
grupo amino), interações moleculares do tipo 
hidrofóbica e também de forças de van der 
Waals. 
Portanto, a ligação entre epítopo e paratopo 
não é específica, e a degeneração dessas 
ligações faz surgir as reações cruzadas nos 
testes sorológicos. 
PROPRIEDADES 
A afinidade pode ser definida como a força 
de ligação entre os paratopos e os epítopos. 
A afinidade é uma resultante de todas as 
interações intermoleculares, e existem 
forças de atração e de repulsão, mas o 
somatório delas deve permitir que haja uma 
aproximação entre o paratopo e o epítopo. 
Em função dessa característica, de ela ter 
uma resultante de forças de atração e 
repulsão, é possível que diferentes 
paratopos possuam afinidades distintas para 
um mesmo epítopo., sendo que não há um 
impedimento da ligação, mas a efetividade da 
ligação será diferente entre os diferentes 
paratopos e o mesmo epítopo. 
Ao se considerar a força de ligação entre 
um paratopo e um epítopo, deve-se 
considerar também que esse é um processo 
reversível. 
 
A partir dessa reversibilidade, a afinidade 
pode ser expressa por uma equação de 
equilíbrio. Essa equação é dada pela relação 
existente entre a concentração da forma 
ligada em um determinado momento e ao 
produto das concentrações das formas 
livres, e isso pode ser medido dentro de 
laboratório experimentalmente. 
Uma outra propriedade presente nos 
anticorposque influencia sua capacidade 
final de ligação aos antígenos é a valência. De 
uma maneira simples, a valência é a 
quantidade de paratopos que um anticorpo 
possui na sua estrutura. 
 
A IgG, a IgE e a IgD possuem, cada uma, dois 
paratopos. Já a IgA possui quatro paratopos, 
e a IgM pentamérica possui dez paratopos. 
Desta maneira, mesmo que o anticorpo 
eventualmente não possua tanta afinidade, 
ele pode compensar a sua capacidade de 
ligação ao antígeno tendo mais do que dois 
paratopos. 
A terceira propriedade é a avidez, que é 
uma resultante da afinidade e da valência. 
Dizer que um conjunto de paratopos em 
função da sua imunoglobulina se liga melhor 
a um conjunto de epítopos vai depender da 
avidez, que é o resultado intensidade de 
afinidade com o número de valências 
existentes nos anticorpos. 
HAPTENOS 
Quando foi proposto o conceito de anticorpo 
no final do século XIX por Paul Ehrlich, a 
partir dos estudos de von Behring e Kitasato 
com a soroterapia, não se sabia que os 
anticorpos eram proteínas (o que foi 
descoberto ao final da década de 20). 
Também não se sabia a respeito da 
estrutura dos anticorpos e como eles se 
ligavam aos antígenos. Embora Paul Ehrlich 
tenha proposto teorias como a teoria das 
cadeias laterais, tudo ficava na base da 
suposição. O início do entendimento a 
respeito de como se dava a ligação de 
anticorpos e antígenos se deu a partir do 
trabalho de um austríaco chamado Karl 
Landsteiner na década de 30. O trabalho que 
permitiu que ele fizesse a descoberta de 
como se dava essa ligação, foi a partir dos 
seus estudos com haptenos. 
Karl Landsteiner descobriu que os 
anticorpos eram capazes de se ligar a 
moléculas muito pequenas, mas que sozinhas 
não eram capazes de levar à produção de 
anticorpos. Ele chamou essas pequenas 
moléculas de haptenos, e descobriu que, 
para que elas pudessem gerar a produção 
de anticorpos, era necessário que elas 
estivessem ligadas à uma proteína maior que 
ele chamou de proteína carreadora. 
 
Landsteiner pegava moléculas isoladas de haptenos, que 
poderiam ser uma substância química relativamente 
simples, como a molécula de dinitrofenol, injetava-as no 
coelho e alguns dias depois coletava o soro, não 
identificando anticorpos capazes de se ligar à molécula de 
hapteno. Ele então fez um experimento com uma proteína 
carreadora, como por exemplo, a albumina sérica bovina. 
Nesse experimento, ele inoculou a proteína 
carreadora no coelho, e depois de algum 
tempo ele retirava o sangue e extraia o soro 
desse animal, observando a formação de 
anticorpos. Ele então acoplou as moléculas de 
hapteno à essa proteína, inoculando-a no 
coelho, e alguns dias depois extraia o sangue, 
verificando a presença de anticorpos no 
soro capazes de se ligar aos haptenos. A 
partir daí surgiu o conceito de epítopo. 
IMUNOCOMPLEXOS 
Um conjunto de anticorpos ligados a um 
conjunto de antígenos recebe o nome de 
imunocomplexos, e ele é muito utilizado para 
fazer diagnóstico com base no comportamento 
do soro de animais que tiveram contato com 
algum patógeno. O teste da brucelose é feito 
baseado na detecção de imunocomplexos, 
assim como o teste da anemia infecciosa 
equina (AIE). 
Os imunocomplexos são estruturas de alto 
peso molecular formadas por uma rede de 
ligações entre antígenos e anticorpos. Essa 
estrutura é pouco solúvel, então ela tende a 
formar um corpo de fundo em meio líquido, 
o que é observável a olho nu. Essa 
característica é o que permite fazer o 
diagnóstico usando a presença de 
imunocomplexos. 
Os imunocomplexos são formados em uma 
situação em que há uma intensa produção de 
anticorpos. Então, quando ocorre uma 
infecção e a presença do patógeno estimula 
o sistema imune a produzir muitos 
anticorpos, esses anticorpos circulando 
podem ser detectados posteriormente. 
A presença excessiva de imunocomplexos 
está associada a quadros de doença. Na 
endometrite ou metrite em cadelas, por 
exemplo, é comum a deposição de 
imunocomplexos nos glomérulos renais, e 
isso leva a um quadro progressivo de 
insuficiência renal, pois ocorre uma 
obstrução nos glomérulos e a taxa de 
filtração é afetada, passando o órgão a ser 
insuficiente, levando a uma série de 
complicações. 
Em potros recém nascidos, onde a cura de 
umbigo é malfeita e ocorre infecção 
ascendente principalmente por enterobactérias 
como a Escherichia coli e a Salmonella, 
também pode ter uma estimulação intensa 
do sistema imune e uma grande produção de 
anticorpos, que vão ser depositados na 
forma de imunocomplexos nas articulações. 
Portanto, é comum em neonatos mal 
manejados de bovinos e equinos a artrite, 
em função dessa deposição. 
Por outro lado, a presença de anticorpos 
após uma infecção pode ser utilizada para a 
realização de diagnósticos a partir da 
detecção de imunocomplexos, e isso é feito 
a partir de um conceito chamado de zona de 
equivalência. 
Para tal, é ajustada a concentração do soro 
em laboratório para permitir a formação de 
imunocomplexos (manipulação através da 
diluição). A presença de imunocomplexos in 
vitro indica contato prévio do sistema imune 
com aquele antígeno (patógeno). 
 
Quando o anticorpo está em maior proporção do que o 
antígeno, dá-se o nome de pré-zona de imunocomplexos. 
Quando os imunocomplexos são formados tem-se a 
chamada zona de equivalência. Quando o antígeno está em 
maior proporção, dá-se o nome de pós-zona. 
 
A diluição ideal é aquela onde ainda é possível 
detectar a presença dos imunocomplexos a 
olho nu. 
 
Na imagem anterior, podemos dizer que a 
maior diluição onde ainda se pode detectar a 
presença de imunocomplexos para esse 
soro é a de 1/160, portanto, o título desse 
soro frente a esse ensaio para esses 
antígenos é de 160. 
TÉCNICAS 
A primeira técnica que se baseia na 
detecção de imunocomplexos no soro de 
animais que tiveram certa doença ou foram 
imunizados para um determinado antígeno é 
a aglutinação. 
A aglutinação se baseia na detecção de 
imunocomplexos em meio líquido, que 
precipitam e formam grumos visíveis a olho 
nu (lembrando que a formação de 
imunocomplexos é dependente de uma 
proporção adequada entre o soro e o 
antígeno). 
Além dos testes de soroaglutinação, um 
outro teste pode ser feito, que é o teste da 
imunodifusão. A diferença é que este último 
é feito em um meio gelatinoso, e não líquido, 
assim, não é percebida a formação dos grumos, 
e sim a precipitação dos imunocomplexos 
formando uma opacidade na estrutura do gel. 
Na imunodifusão é feita uma reação entre 
antígeno e anticorpo, em uma concentração 
ideal, aonde vai ocorrer a formação dos 
imunocomplexos, que ao invés de formarem 
grumos, vão causar um adensamento, um 
espessamento na estrutura do gel (gel ágar). 
*Necessita de soro padrão, foi desenvolvida 
no início do século XX. 
 
Teste de imunodifusão em gel ágar utilizado para o 
diagnóstico da anemia infecciosa equina. Existe um teste 
análogo para diagnosticar a Leucose Enzoótica Bovina 
(LEB). 
Sobre uma placa de vidro é colocada uma 
matriz gelatinosa e um molde onde são feitos 
sete (7) poços. Nesses 7 poços da matriz 
gelatinosa são colocados o antígeno na 
posição central, e os soros que vão ser 
testados nesse ensaio. Nos poços aonde vão 
ser colocados os soros, obrigatoriamente tem 
que ter um soro padrão, ou seja, um soro 
que se sabe que tem anticorpos que se ligam 
aos antígenos. Esses soros são colocados em 
pelo menos 3 posições, e aí há uma difusão 
pelo gel dos antígenos e também dos 
anticorpos. Onde houver uma concentração 
ideal dessas duas moléculas, vai ser formada 
uma linha de precipitação. 
A evolução dos testes sorológicos é o ensaio 
de ELISA (enzyme linked immunoassay – ensaio 
imunoenzimático ligado). Tem esse nome pois 
em seu princípio está um anticorpo ligado a 
uma enzima. Nesse ensaio, ao invés de 
utilizar uma placa de vidro com aglutinação, 
utiliza-se em uma placa de microtitulação, 
com 96 poços, cada um com uma capacidade 
de 400 μL. Apesar disso, não secostuma 
usar o volume total de cada poço, utilizando 
uma solução de no máximo 200 μL. 
 
A diluição do soro que está formando 
imunocomplexos não é feita a olho nu nesse 
ensaio, sendo necessário utilizar um aparelho 
de espectrofotometria adaptado (leitor de 
ELISA), capaz de ler o fundo da placa e 
verificar com base na intensidade de uma 
determinada cor, a concentração que existe 
de imunocomplexos naquela placa. 
Para isso, utiliza-se um anticorpo que vai 
detectar o antígeno que está na placa, e 
ligado a esse anticorpo tem uma enzima, que 
permite que a detecção seja feita. Essa 
enzima vai atuar sobre uma substância 
cromógena. Quanto mais antígeno na placa, 
mais anticorpo vai ser ligado, e quanto mais 
anticorpo ligado, mais enzima ligada. Quanto 
mais enzima ligada, se colocada uma 
substância que dá cor, onde tiver mais 
antígeno ligado a anticorpo com enzima, a 
cor vai ser mais intensa devido à reação 
cromógena. 
 
Representação esquemática da técnica. 
São utilizados anticorpos com capacidade de 
se ligar ao antígeno, que está imobilizado na 
superfície da placa, dentro de um poço que 
é feito de poliestireno que vai adsorver o 
antígeno. Depois são utilizados anticorpos 
secundários ligados a uma enzima, que 
detectam os anticorpos presentes no soro. 
A placa deve ser sensibilizada com o 
antígeno, e depois que ela é incubada com o 
soro, essa placa é lavada, para que o 
excesso de anticorpos, inclusive àqueles que 
não se ligaram ao antígeno da placa sejam 
retirados. Depois é incubado o anticorpo 
secundário, e lava-se a placa novamente 
com um detergente especial chamado 
tween, que permite que os anticorpos do 
soro e os anticorpos secundários que não se 
ligaram sejam removidos. Posteriormente, 
uma solução contendo uma substância 
cromógena é adicionada para dar a cor da 
reação, que tende a ser alaranjada ou 
azulada. 
 
Há algumas variações do teste de ELISA, 
como o teste chamado de ELISA de captura, 
onde um anticorpo não marcado é colocado 
na placa, depois adiciona-se uma solução com 
o antígeno, e posteriormente adiciona-se um 
segundo anticorpo específico para o 
antígeno. Esse teste também recebe o nome 
de ELISA sanduíche, pois o antígeno fica 
entre dois anticorpos. Após esse processo, 
é adicionado um anticorpo secundário 
marcado com uma enzima, que promove 
uma reação cromógena. Esse tipo de ELISA 
também é utilizado para determinar a 
concentração de um antígeno em um 
determinado soro ou solução (quantitativo).