Antígenos e Imunógenos: Conceitos Básicos

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ANTÍGENOS E IMUNÓGENOS 
Antígeno: qualquer substancia estranha, capaz de se ligar especificamente a componentes de resposta imune (molécula de anticorpo ou receptor de antígenos de linfócitos T).
Nem todos os antígenos são capazes de induzir uma resposta imunológica.
Exemplos: protozoário, bactéria, vacinas, microorganismos 
Imonógeno: qualquer agente capaz de induzir uma resposta imune.
Todos os imonógenos são antígenos, mas nem todos os antígenos são imunógenos
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*O hapteno sozinho não é capaz de induzir uma resposta imunológica 
A maioria das proteínas são imunogênicas 
O hapteno: tem baixo peso molecular, mais simplicidade química, que não consegue criar uma resposta imune sozinha.
Exemplo:antibióticos
O hapteno se liga a uma proteína carreadora, para que o organismo possa reconhece-lo induzir uma resposta imunológica. 
Carreador: alto peso molecular, estrutura física/ química. Uma molécula mais complexa, capaz de induzir uma resposta imune 
Exemplo: proteínas 
*****Diferença entre hapteno e carreador
-Haptenos é uma molécula que tem baixo peso molecular, e que não consegue criar uma resposta imune sozinha 
O carreador é uma molécula mais complexa que é capaz de induzir uma resposta imune. O hapteno se liga a uma proteína carreadora, para que o organismo possa reconhece-lo induzir uma resposta imunológica. 
*****Diferença entre carreador e adjuvante:
-O adjuvante não confere imunogenicidade aos hapetens. Adjuvante só vai aumentar a resposta daquele antígeno que já é imunógeno.
 -O carreador é uma molécula mais complexa que é capaz de induzir uma resposta imune. 
***** o que é um determinante antigênico/Epitopo: A menor porção do antígeno que é capaz de ser reconhecida por anticorpos ou células T.
Resposta especifica:
Anticorpo que reconhece o quadrado,é especifico para o quadrado
Anticorpo que reconhece o triângulo,é especifico para o triângulo
Como o hapteno está conjugado a essa proteína aderindo um anticorpo especifico para ele 
 
 ADJUVANTES IMUNOLOGICAS
· Adjuvante (aditivo ou veículos): substancia que aumenta a resposta imune contra um antigeno imunógeno. (ele da uma força para a resposta )
· Diferente de carreador de hapteno 
· *Um adjuvante não confere imunogenicidade aos haptenos. 
· Exemplo: sulfato de potássio e alumino (alumen) usado para vacinas 
(vacina são colocadas com adjuvantes, pois tem substancias que não são suficientemente imunogênicas, a capacidade de estimular o sistema imunológico é baixa e com isso é colocada com adjuvantes para a resposta ser melhorada)
(se colocar um adjuvante junto com um hapteno não tem resposta imune. O adjuvante ajuda a melhorar a resposta imune) 
 EXIGENCIAS PARA IMUNOGENICIDADE 
· Estranheza: não próprio. Quanto mais estranha, mais imunogênica. 
*caso raro: auto-imunidade. ( sistema imune ataca as próprias células)
· Alto peso molécula: apresentar peso molecular mínimo (maior que 6.000 Da – são imunógenos). Ex:albumina, toxina tetânica. 
· Complexidade química) : quanto maior a complexidade (fis- química) de um composto maior a sua imunogenicidade. Ex: anticorpos reconhecem estruturas primarias – quartenárias. 
 CLASSES PRINCIPAIS DE ANTIGENOS 
· Carboidratos (polissacarídeos): potencialmente imunogênicos, mas nem sempre. Normalmente são parte de moléculas mais complexas (glicoproteínas da superfície celular). Ex: antígenos eritrocitários (ABO) – polissacarídeos de superfície. 
· Lipídeos: raramente imunogênicos. Ex: glicolipídeos, esfingolipídeos.
· Ácidos nucléicos: não são muito imunogênicos, mas conjugados a proteínas carreadoras sim. Ex: anticorpos contra DNA em pacientes com Lúpus Eritematoso Sistêmico.
· Proteínas: quase todos são imunogênicas. A resposta imune mais comum é contra proteínas. 
 CARACTERISTICAS DOS ANTIGENOS BIOLOGICOS 
· Respostas imunes foram demonstradas contra todas as famílias conhecidas de compostos bioquímicos (carboidratos, lipídeos, proteínas e ácidos nucléicos), como também contra drogas, antibióticos, complementos alimentares, cosméticos. 
· Anticorpos: reconhecem como antígenos quase todos os tipos de moléculas biológicas, enquanto os linfócitos T reconhecem principalmente peptídeos.
· As macromoléculas são maiores do que a região de ligação ao Ag de uma molécula de Ac.
· Portanto, qualquer Ac se liga apenas a uma parte da macromolécula, chamada de DETERMINANTE ANTIGENICO ou EPÍTOPO
· Macromoléculas contém muitos determinantes – múltiplos determinantes idênticos: polivalência ou multivalência 
· Antígenos polivalentes podem induzir aglomeração de receptores de linfócitos B e iniciar o processo de ativação desta célula. 
**A configuração espacial dos diversos epitopos em uma unia molécula de proteína pode influenciar na ligação dos anticorpos de varias formas 
· Determinantes não sobrepostos: Quando os determinantes são bem separados, duas ou mais moléculas de anticorpos podem se ligar ao mesmo antígeno protéico, sem influenciar as demais. 
· Determinantes sobrepostos: quando dois determinantes são muito próximos, a ligação de um anticorpo ao primeiro determinante pode causar interferência espacial na ligação do anticorpo ao segundo determinante 
Aticorpo/imunglobina 
Proteínas circulantes produzidas em resposta à exposição a estruturas não próprias –Antígenos
· Características:
· Especificidade
· Diversidade
· Principais mediadores da Imunidade humoral contra todas as classes de micro-organismos.
· 1890- Behring e Kitasato
· Demonstrações experimentais da imunidade adquirida 
· Toxinas inativadas > indução de imunidade> transferência de imunidade pela injeção de soro.
· Tratamento da Difteria com de soro de animais imunizados com a forma atenuada da toxina diftérica 
· Proteínas geradas contra muitas substâncias, não apenas toxinas Anticorpos 
· Substâncias que geraram ou foram reconhecidas por Ac Antígenos
· Reconhecimento de Antígenos da I. adquirida:
· Anticorpos
· Moléculas do MHC
· Receptores de Ag da célula T
· Anticorpos:
· Reconhecem a maior variabilidade de estruturas antigênicas 
· Maior habilidade de discriminar entre diversos Ags
· Maior força de ligação com os Ag
· O 1º das moléculas que ligam Ag a ser descoberto e caracterizado
Linfócito B receptor de antígenos
Anticorpos secretadosencontrado na circulação, tecidos e mucosas. Conectam aos antígenos. Neutralizam toxinas. Eliminam os microorganismos.
1. Diferença entre o plasma e o soro?
2. Qual o anticorpo mais abundante no organismo? 
IgA
3. Anticorpo mais abundante na circulação – sangue/soro
 IgG
4.Mais abundante nas secreções
IgA 
· Estruturas dos anticorpos 
· 1º: Estudos preliminares baseavam-se em Acs purificados de indivíduos imunizados contra vários Ags.
Problema: O soro contém uma mistura de diferentes Acs!!
· 2º avanço: 1975 Kohler e Milstein
Descoberta da técnica de produzir Acs monoclonais
Método para imortalizar células individuais produtoras de Acs a partir de animais imunizados, pela produção de hibridomas, possibilitando isolar Acs monoclonais individuais com especificidade predeterminada
· A disponibilidade de populações homogêneas de anticorpos e de plasmócitos (mielomas e hibridomas) permitiu a realização de análises estruturais detalhadas e da clonagem molecular dos genes de cada uma destas imunoglobulinas.
· A pronta disponibilidade de imunoglobulinas monoclonais culminou na determinação tridimensional pela cristalografia por raios x, da estrutura de várias moléculas de Ac e Ac ligados a antígenos
· Todas as moléculas de Acs compartilham as mesmas características estruturais básicas, mas apresentam enorme variabilidade na região de ligação aos Ags. 
· As funções efetoras e as propriedades físicoquímicas comuns dos Acs são associadas às regiões não–ligantes de Ags, que exibem poucas variações entre os diferentes Acs
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-Os CDRs se encontram nas regiões variáveis 
- REGIOES DOMINANTE DE COMPLEMENTARIEDADE– CDR (especifica para um determinado antígeno) 
CDR 1, 2 e 3 (região determinante de complementariedade) 
segmentos hipervariáveis 
**O antígeno se liga região Fab 
· Características estruturais das regiões variáveis e seu relacionamento com a ligação de antígenos 
· A maioria das diferenças de sequência e variabilidade entre os diversos Acs está confinada a três pequenas extensões nas regiõesV da cadeia pesada e leve. 
· Essas pequenas extensões são chamadas de segmentos hipervariáveis, e correspondem a três alças que conectam fitas adjacentes das lâminas β que formam os domínios V das cadeias pesadas e leves das Igs
· As CDRs formam extensas voltas que são expostas na superfície dos anticorpos, estando assim, disponíveis para interagir com o antígeno. Diferenças nas sequências entre as CDRs dos anticorpos contribuem para as diferentes especificidades para os anticorpos individuais.
· Confinar a sequência variável a três pequenas extensões permite que a estrutura básica de todos os Acs seja mantida apesar da variabilidade. 
· A ligação do Ag às moléculas de c é, principalmente, uma função das regiões hipervariáveis deVL eVH , porém, não é uma função exclusiva das CDRs.
 
· Características estruturais das regiões constantes e seu relacionamento com as funções efetoras 
· As moléculas de Acs podem ser divididas em classes e subclasses distintas com base nas diferenças estruturais das regiões C da cadeia pesada. As classes de moléculas de Acs também são chamadas de isótipos e são denominadas IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.
· As regiões C da cadeia pesada de todas moléculas de Acs de um isótipo apresentam a mesma sequência de aminoácidos. Esta sequência é diferente em Acs de outros isótipos ou subtipos. 
· IgM e IgE: contém quatro domínios de Ig na região Constante
 IgG, IgA e IgD : contém somente três domínios de ig na região Constante 
· Classes/isótipos: igG, igM, igE, igD
· Subclasses:
-igA (igA1 e igA2)
-igG (igG1, 2, 3 e 4)
· Cadeia J: igA e igM 
igM pentâmero 
igA’’satelite’’
IgG, igD e igD monômeros 
· Os diversos isótipos e subtipos de Acs desempenham funções efetoras diferentes. Isótipos de Acs possuem regiões C diferentes que se ligam a diferentes células e/ou moléculas e desempenham funções efetoras diversas.
· Moléculas de Acs são flexíveis, permitindo sua ligação a diferentes formas de Ags. A sua flexibilidade é conferida pela região de dobradiça, localizada entre CH1 e CH2
· Os linfócitos B maduros quando ativados, se diferenciam em células secretoras de anticorpos. Esse processo é acompanhado de mudanças no padrão de produção de Ig. Uma dessas é a produção aumentada da forma secretada de Ig em oposição a forma membrânica. A segunda mudança é a expressão de outros isótipos de Ig das cadeias pesadas além da IgM e IgD.
Ligação entre Anticorpos e Antígenos 
· Base estrutural e química da ligação ao antígeno 
· Os locais de ligação de Ags da maioria dos Acs sãosuperfícies planas que podem acomodar epítopos conformacionais de macromoléculas, permitindo que os Ac se liguem a moléculas grandes. 
· Superfícies amplas similares de ligação são características dos sítios de ligação dos receptores de linfócitos T. 
· Moléculas de MHC, que possuem fendas de ligação de antígenos que ligam pequenos peptídeos
· O reconhecimento do Ag pelo Ac envolve uma ligação não-covalente e reversível
· A força de ligação entre um único sítio de combinação de um Ac e um epítopo de um Ag é chamada de afinidade do anticorpo. 
· A afinidade é normalmente representada por uma constante de dissociação (Kd), que indica a facilidade de separação do complexo Ag-Ac em seus constituintes.
· Kd baixa indica maior afinidade de interação.
· Já a avidez é a força de ligação geral, e é muito maior do que a afinidade do local.
 
· Valencia e avidez das interações antígeno- anticorpo 
· Apesar de a afinidade de qualquer local de conexão de Ag ser a mesma para cada epítopo de um Ag polivalente, a força de ligação do Ac com o Ag deve levar em consideração a ligação de todos os locais a todos os epítopos disponíveis.
· Ag polivalentes são importantes do ponto de vista da ativação das células B, sendo que essas interações têm importância biológica, pois muitas funções efetoras dos Ac são mais bem desencadeadas quando duas ou mais moléculas de anticorpo são aproximadas pela conexão a um antígeno polivalente
· Complexo antígeno-anticorpo 
O tamanho dos complexos imunes Ag-Ac depende das concentrações relativas de Ag e Ac. Grandes complexos são formados em concentrações de Ag-Ac multivalentes denominadas zona de equivalência
· Características relacionadas com reconhecimento de antígeno 
Todas as características do reconhecimento de Ag refletem as propriedades das regiões V dos Ac. 
· Especificidade: Os Acs podem apresentar um especificidade para um Ag, distinguindo pequenas diferenças na sua estrutura química. Reatividade cruzada 
· Diversidade: Produção de Acs estruturalmente distintos, cada qual com uma especificidade distinta, com capacidade de se ligar a um grande número de diferentes Ags. Repertório total de Acs 
· Maturação de afinidade: A habilidade dos Acs de neutralizar toxinas e micro-organismos infecciosos depende de uma forte ligação a Ags, garantida pelas interações de alta afinidade e alta avidez. 
· Envolve alterações sutis na estrutura das regiões V dos Acs durante as respostas humorais dependentes de linfócitos T a Ags proteicos. 
· Essas alterações ocorrem por um processo de mutação somática nos linfócitos B estimulados por Ags, que geram novas estruturas nos domínios V, sendo que alguns se ligam aos Ags com maior afinidade que os domínios V originais
· Caracteristicas relacionadas as funções efetoras 
· Várias funções efetoras das Igs são mediadas pelas porções Fc das moléculas, e os isótipos de Ac que diferem nessas regiões desempenham funções distintas. 
· As funções efetoras dos Acs só são iniciadas pelos Acs que estão ligados a Ags, e não pela molécula livre. É necessária a presença de pelo menos duas porções Fc adjacentes para conectar e iniciar os vários sistemas efetores, tais como a ativação de proteínas do complemento e fagocitose mediada pelo FcR
· Alterações nos isótipos dos Acs durante a resposta humoral influenciam em como e onde as respostas irão reagir para erradicar o Ag. 
· O processo de recombinação de troca em que ocorre a mudança no tipo da região Ch e, consequentemente, do isótipo do Ac produzido pela célula B não altera as regiões V e a especificidade. 
· A região C das cadeias pesadas determina a distribuição tecidual das moléculas deAc