IMUNOLOGIA - Anticorpos e Antígeno

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Anticorpos e Antígeno 
Os anticorpos são sintetizados somente pelas 
células da linhagem de linfócitos B e existem em duas 
formas: 
● anticorpos ligados à membrana na superfície 
dos linfócitos B, que funcionam como 
receptores de antígenos 
● anticorpos secretados, que neutralizam as 
toxinas, previnem a entrada e espalhamento 
dos patógenos e eliminam os microrganismos 
 
Os anticorpos ligados à membrana dos 
linfócitos B imaturos, ao reconhecerem os antígenos, 
ativam essas células, as quais se diferenciam em 
plasmócitos que secretam anticorpos de mesma 
especificidade do receptor do antígeno. Essas formas 
secretadas são encontradas no plasma sanguíneo, nas 
secreções mucosas e no fluido intersticial. 
As funções efetoras mediadas por anticorpos 
são: 
● neutralização dos microrganismos ou produtos 
microbianos tóxicos; 
● ativação do sistema complemento; 
● opsonização dos patógenos para fagocitose 
aumentada; 
● citotoxicidade mediada por célula e 
dependente de anticorpo, pela qual os 
anticorpos têm como alvo células infectadas 
para a lise pelas células do sistema imune 
inato; 
● ativação de mastócito mediada por anticorpo 
para expelir vermes parasitas. 
 
Os anticorpos permanecem no soro (plasma 
sanguíneo sem os fatores de coagulação). Qualquer 
amostra de soro que apresente moléculas detectáveis 
de anticorpo que se ligam a um antígeno em particular 
é comumente chamada de antissoro. 
 
Estrutura do anticorpo 
A maioria dos anticorpos fazem parte do 
grupo de proteínas plasmáticas chamado de 
globulinas gama, sendo também chamados, então, de 
imunoglobulinas (Ig). 
Todas as moléculas de anticorpo 
compartilham as mesmas características estruturais 
básicas, mas apresentam marcante variabilidade nas 
regiões onde os antígenos se ligam. Esta variabilidade 
de regiões é o que permite que diferentes anticorpos 
se ligarem a um grande número de antígenos 
estruturalmente diversos. 
Uma molécula de anticorpo tem uma estrutura 
simétrica do núcleo, composta de duas cadeias leves e 
duas cadeias pesadas idênticas, formadas por resíduos 
de aa, os quais se dobram independentemente em um 
motivo globular (o domínio Ig - contém duas camadas 
de folhas β-pregueadas). 
Ambas as cadeias leves e pesadas consistem 
em regiões variáveis de aminoterminal (V) que 
participam no reconhecimento do antígeno e regiões 
carboxiterminais constantes (C). As regiões variáveis 
apresentam sequências de aminoácidos variando 
entre os anticorpos produzidos pelos diferentes 
linfócitos B (clones). A região V de uma cadeia 
pesada (VH) e a região V contígua de uma cadeia leve 
(VL) formam um local de ligação do antígeno. As 
regiões C da cadeia pesada interagem com outras 
moléculas efetoras e células do sistema imune e, 
assim, medeiam a maioria das funções biológicas dos 
anticorpos, podendo apresentar-se de duas maneiras: 
uma forma para se ligar à membrana dos linfócitos B 
e a outra encontrada nos anticorpos secretados. 
As cadeias pesadas e leves estão 
covalentemente ligadas por pontes dissulfeto 
formadas entre os resíduos de cisteína, bem como as 
duas cadeias pesadas de cada molécula de anticorpo 
também estão covalentemente ligadas por pontes 
dissulfeto. 
A região Fab dos anticorpos, composta pela 
cadeia leve junto aos domínios Ig amino terminal e 
Ch1 da cadeia pesada, retêm o local da habilidade de 
se ligar ao antígeno. Já a porção Fc, composta de dois 
peptídeos idênticos ligados por dissulfeto, cada um 
contendo os domínios CH2 e CH3 da cadeia pesada, 
se liga à célula do sistema imune ou ao sistema 
complemento. 
 
Características estruturais das regiões variáveis do 
anticorpo 
A variabilidade entre os diferentes 
anticorpos está confinada a 3 pequenos trechos na 
região V da cadeia pesada e da cadeia leve. Estes 
segmentos da maior diversidade são conhecidos 
como ​regiões hipervariáveis (ou regiões de 
determinação de complementariedade (CDRs)), 
criando uma superfície de ligação ao antígeno. As 
diferenças na sequência entre as CDRs (CDR1, 
CDR2 e CDR3) de diferentes moléculas de 
anticorpo contribuem para superfícies distintas de 
interação e, dessa maneira, 
para as especificidades dos 
anticorpos individuais. 
As CDRs funcionam como alças que 
protrudem da superfície de dois 
domínios V do anticorpo e, em 
combinação, criam uma superfície de 
ligação do antígeno 
 
OBS! ​A ligação do antígeno 
pelas moléculas de anticorpo é 
primariamente uma função das 
regiões hipervariáveis de VH e 
VL. 
 
 
Características estruturais das regiões constantes 
do anticorpo 
As moléculas de anticorpo podem ser 
divididas em classes e subclasses distintas com base 
nas diferenças na estrutura das regiões C da cadeia 
pesada. As classes de moléculas de anticorpo também 
são chamadas de isotipos e são nomeadas como IgA, 
IgD, IgE, IgG e IgM, tendo como diferença entre elas 
a sequência de aa nas regiões C. Nos anticorpos 
humanos IgM e IgE, as regiões C contêm quatro 
domínios Ig. As regiões C da IgG, IgA e IgD 
possuem somente três domínios Ig. Estes domínios 
são genericamente designados como domínios C​H e 
são numerados sequencialmente a partir do 
aminoterminal para o carboxiterminal (olhar na figura 
da estrutura de anticorpos). 
Os diferentes isotipos e subtipos de anticorpos 
realizam funções diferentes, já que a maioria das 
funções efetoras dos anticorpos é mediada pela 
ligação das regiões C da cadeia pesada aos receptores 
Fc (FcRs) nas diferentes células, tais como fagócitos, 
células NK e mastócitos e proteínas plasmáticas, 
como proteínas do complemento. 
 
 
 
 
As moléculas de anticorpo são flexíveis, 
permitindo que elas se liguem a diferentes antígenos. 
Cada anticorpo contém pelo menos dois locais de 
ligação do antígeno, cada um formado por um par de 
domínios VH e VL; assim, devido a essa 
flexibilidade, o anticorpo pode se ligar a duas 
moléculas de antígeno que podem estar a distâncias 
variáveis na superfície de uma célula, facilitando a 
sua adesão a essa superfície. Essa capacidade é 
possível pela região de dobradiça entre C​H​1 e C​H​2 de 
certos isotipos. 
Anticorpos secretados e associados à 
membrana diferem na sequência de aminoácidos da 
porção carboxiterminal da região da cadeia pesada. 
● Forma secretada - encontrada no sangue e em 
outros fluidos extracelulares, sendo a porção 
carboxiterminal hidrofílica. 
● Forma ligada na membrana do anticorpo - 
contém um pedaço carboxiterminal que inclui 
dois segmentos: uma região transmembrana 
hidrofóbica, seguida por uma porção 
carregada positivamente na região intracelular 
justamembranar (os aa carregados 
positivamente se ligam aos grupos de cabeça 
fosfolipídica carregados negativamente na 
região interna da membrana plasmática, 
auxiliando a ancoragem do anticorpo à 
membrana) 
 
 
 
Como se encontram no organismos os diferentes 
tipos de anticorpos 
As moléculas de IgG e IgE secretadas e Ig de 
membrana são encontradas monomericamente (só 
uma estrutura que contém duas cadeias pesadas e duas 
cadeias leves) no que diz respeito à unidade estrutural 
básica do anticorpo. Em contrapartida, as formas 
secretadas de IgM e IgA compõem complexos 
multiméricos nos quais dois ou maisdos núcleos de 
quatro cadeias das unidades estruturais do anticorpo 
são ligados covalentemente. A IgM pode ser secretada 
como pentâmeros e hexâmetros, ao passo que a IgA 
frequentemente é secretada como um dímero. Esses 
complexos são formados por interações entre as 
regiões chamadas de pedaços de cauda localizadas 
nos terminais carboxiterminal das formas secretadas 
das cadeias pesadas. Essas moléculas multiméricas 
são estabilizadas por um polipeptídeo, chamado de 
cadeia (J) de união, que é ligado por pontes dissulfeto 
aos pedaços das caudas. 
 
OBS! ​Anticorpos monoclonais são anticorpos 
produzidos artificialmente, feitos a partir da fusão de 
linfócitos B com mielomas (células cancerígenas que 
se multiplicam e secretam diversos produtos), criando 
o hibridoma, o qual passa a secretar anticorpos de 
apenas um tipo. Esses anticorpos podem ter diversas 
utilizações na saúde e na biologia. 
 
Síntese, montagem e expressão das moléculas de Ig 
As cadeias dos anticorpos são produzidos nos 
ribossomos ligados à membrana do RER, onde lá são 
N-glicosiladas (cadeias pesadas). A dobra apropriada 
das cadeias pesadas da Ig e sua montagem com as 
cadeias leves são reguladas por chaperonas. A 
associação covalente das cadeias pesadas e leves, 
estabilizada pela formação de pontes dissulfeto, é 
parte do processo de montagem e também ocorre no 
retículo endoplasmático. Após a correta montagem, 
essas moléculas são liberadas e encaminhadas para o 
Golgi e, então, direcionada para se incorporar à 
membrana plasmática ou ser secretada na MEC. 
Quando linfócitos B maduros são ativados 
pelos antígenos e outros estímulos, as células se 
diferenciam em células secretoras de anticorpos. 
 
Meia-vida dos anticorpos 
A meia-vida é o tempo médio antes que o 
número de moléculas de anticorpo seja reduzido à 
metade. A IgA circulante possui meia-vida de cerca 
de 3 dias, e a IgM circulante tem meia-vida de 
aproximadamente 4 dias. Em contrapartida, as 
moléculas de IgG circulantes têm meia-vida de cerca 
de 21 a 28 dias. 
A longa meia-vida da IgG é atribuída à sua 
habilidade em se ligar a um FcR específico chamado 
de receptor ​Fc neonatal (FcRn)​, que também está 
envolvido no transporte da IgG da circulação materna 
através da barreira placentária, bem como na 
transferência de IgG materna através do intestino nos 
neonatos. Em adultos, o FcRn é encontrado na 
superfície das células endoteliais, macrófagos e outros 
tipos celulares e se liga à IgG micropinocitada nos 
endossomas acídicos; dessa forma, ela se liga ao IgG 
nesses endossomas e os recicla para a superfície 
celular, prevenindo, então, de que esses Ig sejam 
rapidamente degradados. 
 
OBS! ​Essa longa meia-vida dos IgG é utilizado como 
uma vantagem terapêutica para certas proteínas 
injetadas, pois são criadas proteínas contendo uma 
porção Fc da IgG; assim, essas moléculas são 
recicladas pelas FcRn’s ao serem pinocitadas pelas 
células do organismo. 
 
Características dos Antígenos 
É qualquer substância que pode ser 
especificamente ligada por um anticorpo ou receptor 
de célula T. Os anticorpos podem reconhecer como 
antígenos praticamente todos os tipos de moléculas 
biológicas. 
Embora todos os antígenos sejam 
reconhecidos por linfócitos específicos ou por 
anticorpos, somente alguns deles são capazes de 
ativar os linfócitos. Moléculas que estimulam as 
respostas imunes são chamadas de imunógenos. Em 
macromoléculas, devido à sua dimensão, o anticorpo 
se liga à somente uma pequena porção dela, chamada 
de determinante ou epítopo. 
 
OBS! ​A presença de múltiplos determinantes 
idênticos em um antígeno é referida como 
polivalência ou multivalência 
 
Qualquer forma ou superfície disponível em 
uma molécula que possa ser reconhecida por um 
anticorpo constitui um determinante antigênico ou 
epítopo. Os determinantes antigênicos podem ser 
delineados em qualquer tipo de composto, incluindo, 
mas não restrito a, carboidratos, proteínas, lipídios e 
ácidos nucleicos. Com relação às proteínas, esses 
epítopos podem estar colocados de diferentes 
maneiras, devido à conformação proteica; por 
exemplo, existem determinantes lineares (epítopo é 
acessível se a sequência primária da proteína está 
disponível - desnaturação ou na superfície), 
determinantes conformacionais (resíduos de 
aminoácidos que não estão em sequência, mas se 
tornam espacialmente justapostos na proteína 
dobrada) e determinantes neoantigênicos (alteração na 
estrutura da proteína por reações químicas, podem 
produzir novos epítopos). 
 
Bases Estruturais e Químicas da Ligação do 
Antígeno 
O reconhecimento do antígeno pelo anticorpo 
envolve ligações não covalentes (como: forças 
eletrostáticas, ligações de hidrogênio, forças de van 
der Waals e interações hidrofóbicas) e reversíveis. O 
tipo de interação vai depender do anticorpo e do 
determinante antigênico, sendo essa força de ligação 
chamada de afinidade do anticorpo. Essa afinidade é 
representada pelo Kd. 
 
OBS! ​Kd = Constante de dissociação, indica como é 
fácil separar um complexo antígeno-anticorpo em 
seus constituintes. Um Kd menor indica uma 
interação de afinidade mais forte ou maior porque 
uma menor concentração de antígeno e de um 
anticorpo é necessária para a formação do complexo 
 
Pelo fato de a região de dobradiça dos 
anticorpos conferir flexibilidade, um único anticorpo 
pode se ligar a um único antígeno multivalente em 
mais de um local de ligação. Para a IgG ou IgE, essa 
ligação pode envolver, no máximo, dois locais de 
ligação, um de cada Fab. Para a IgM pentamérica, 
entretanto, um único anticorpo pode se ligar a até 10 
diferentes locais. Embora, em uma mesma ligação 
entre epítopo e Fab, os Kds serem iguais, a força da 
ligação do anticorpo ao antígeno deve levar em conta 
a ligação de todos os locais a todos os epítopos 
disponíveis, por exemplo, se um anticorpo ligar suas 
duas regiões hipervariáveis em antígenos próximos, o 
Ig estará mais associado aos antígenos do que se ele 
estivesse ligado à somente um epítopo. Esta força 
geral de ligação é chamada de avidez. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Interações polivalentes entre o antígeno e o 
anticorpo têm significado biológico, uma vez que 
muitas funções efetoras dos anticorpos são disparadas 
otimamente quando duas ou mais moléculas de 
anticorpos são mantidas próximas e juntas pela 
ligação a um antígeno polivalente. Se um antígeno 
polivalente é misturado com um anticorpo específico 
em um tubo de ensaios, os dois interagem para formar 
imunocomplexos. Em uma concentração correta (zona 
de equivalência), anticorpo e antígeno formam uma 
malha extensamente cruzada de moléculas ligadas, de 
tal forma que a maioria ou todas as moléculas de 
antígeno e anticorpo estão complexadas em grandes 
massas. Os imunocomplexos podem ser dissociados 
em agregados menores pelo aumento da concentração 
do antígeno, de modo que moléculas de antígeno livre 
deslocarão o antígeno ligado ao anticorpo (zona de 
excesso de antígeno); bem como pode ocorre um 
excesso de anticorpo (zona de excesso de anticorpo), 
que irá dissociar esses imunocomplexos. 
Se uma zona de equivalência é alcançada invivo, grandes imunocomplexos podem se formar na 
circulação. Os imunocomplexos que são presos ou 
formados nos tecidos podem iniciar uma reação 
inflamatória, resultando em doenças de 
imunocomplexos. 
 
Relação Estrutura-função nas Moléculas De 
Anticorpo 
Muitas caraterísticas estruturais são essenciais 
na habilidade em reconhecer os antígenos e realizar 
suas funções efetoras. Veremos a relação 
estrutura-função a seguir 
 
Características relacionadas com o 
Reconhecimento do Antígeno 
ESPECIFICIDADE 
Os anticorpos podem ser muito específicos 
para os antígenos, podendo diferenciar até pequenas 
distinções na estrutura química – e isso se aplica a 
todas as classes de moléculas. Por exemplo, os 
anticorpos podem diferenciar entre dois determinantes 
proteicos lineares, distinguindo em somente uma 
única substituição de aminoácidos conservados, 
mesmo essa mudança tendo pouco efeito na estrutura 
secundária. 
Essa especificidade é importante para que eles 
reajam somente a estruturas de microrganismos que 
sejam estruturalmente similares. Entretanto, alguns 
anticorpos específicos podem se ligar a um antígeno 
diferente daquele para o qual foi produzido. Isso é 
conhecido como reação cruzada, o que pode ser a 
base de certas doenças imunológicas. O principal é o 
IgM. 
 
DIVERSIDADE 
Um indivíduo é capaz de produzir milhões de 
anticorpos estruturalmente distintos, cada um com 
uma especificidade diferente. A capacidade dos 
anticorpos de se ligar de forma específica a um grande 
número de diferentes antígenos é chamada de 
diversidade e a coleção completa de anticorpos com 
diferentes especificidades representa o repertório total 
do anticorpo. 
As inúmeras variações na estrutura estão 
concentradas nas regiões hipervariáveis de ligação do 
antígeno de ambas as cadeias pesada e leve e, assim, 
determinam a especificidade para os antígenos, que 
são gerados por recombinação randômica do DNA 
herdado. 
 
MATURAÇÃO DE AFINIDADE 
Durante as respostas imunes humorais, ocorre 
mutações nos linfócitos B estimulados por antígenos. 
Essas mutações fazem surgir novas estruturas nos 
domínios variáveis (V), sendo que alguns se ligam aos 
antígenos com mais afinidade do os domínios 
originais. Esses linfócitos B produtores de anticorpos 
de alta afinidade têm preferência na ligação aos 
antígenos e, por seleção, passam a ser os clones 
dominantes a cada exposição ao antígeno específico. 
Esse processo, chamado de maturação de 
afinidade, aumenta a afinidade de ligação dos 
anticorpos aos antígenos durante a evolução da 
resposta imune humoral. Dessa maneira, um anticorpo 
produzido durante uma resposta imune primária a um 
antígeno proteico tem um Kd na faixa de 10​-7 a 10​-9​M. 
Nas respostas secundárias, a afinidade aumenta, com 
um Kd de 10​-11​M mais ou menos. 
 
CARACTERÍSTICAS RELACIONADAS 
COM AS FUNÇÕES EFETORAS 
As funções efetoras são mediadas pelas 
regiões Fc dos anticorpos e cada isotipo desencadeia 
uma função efetora diferente. Para que isso ocorra, é 
preciso que as regiões C da cadeia pesada se liguem à 
membrana das células alvo. 
Por exemplo, a IgG recobre microrganismos, 
tornando-os alvo de fagocitose porque sua região Fc 
se liga a um receptor de Fc específico presente em 
neutrófilos e macrófagos, chamado de FcRs. Outro 
exemplo é a ligação da proteína C1q de Fc de IgG ou 
IgM complexados ao antígeno, o que ativa o sistema 
complemento pela via clássica. 
As funções efetoras dos anticorpos são 
iniciadas apenas por moléculas que já se ligaram a 
antígenos e não por Ig livres. Isso ocorre porque, para 
desencadear os sistemas efetores, é necessária a 
ligação não apenas de uma região Fc de um anticorpo, 
mas sim de várias regiões Fc de anticorpos adjacentes. 
Quando os linfócitos B são ativados por 
antígenos, podem passar por um processo chamado de 
mudança de classe (ou de isotipo), em que passam a 
produzir anticorpos com região CH diferente, mas 
com mesma região V e especificidade. Essa mudança 
permite que os linfócitos B, que originalmente 
expressam IgM e IgD, possam sintetizar isotipos de 
anticorpos mais adequados à eliminação do antígeno 
em determinada situação. Por exemplo, a resposta de 
IgG é mais eficaz na fagocitose de microrganismos, 
tais como bactérias e vírus. A resposta aos helmintos 
consiste em IgE, que auxilia na destruição dos 
parasitas. A troca para IgG também prolonga a 
efetividade das respostas imunes humorais por causa 
da longa meia-vida dos IgG. 
As regiões C da cadeia pesada dos anticorpos 
também determinam a distribuição tecidual das 
moléculas de anticorpo. A IgA, por exemplo, pode ser 
eficientemente secretada através do epitélio mucoso e 
é a principal classe de anticorpo nas secreções 
mucosas e no leite. Os neonatos são protegidos das 
infecções pelos anticorpos IgG que eles adquirem das 
suas mães através da placenta durante a gestação e 
através do intestino logo após o nascimento.