Przeciwciało

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
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 – rodzaj białek wydzielanych przez komórki plazmatyczne (czyli pobudzone limfocyty B) w przebiegu odpowiedzi odpornościowej typu humoralnego. Charakteryzują się one zdolnością do swoistego rozpoznawania antygenów.

Jako część układu odpornościowego u człowieka i innych kręgowców przeciwciała odgrywają zasadniczą rolę w obronie organizmu przed bakteriami, wirusami i pasożytami zewnątrzkomórkowymi oraz w znacznie mniejszym stopniu, grzybami oraz pasożytami i bakteriami wewnątrzkomórkowymi.

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

Produkcja przeciwciał jest główną funkcją humoralnego układu odpornościowego[2].

Historia odkryć związanych z przeciwciałami[edytuj | edytuj kod]

Przeciwciała zostały odkryte na przełomie XIX i XX wieku. W roku 1890 Emil Behring i Kitasato Shibasaburo opisali zbawienny wpływ surowicy zwierząt zakażonych krztuścem na chorych ludzi. To właśnie odkrycie spowodowało, że narodziła się nowa dziedzina wiedzy, immunologia. Przez następne pół wieku immunologia była nauką zajmującą się głównie chemią przeciwciał oraz regulacją ich wytwarzania. Paul Ehrlich, niemiecki uczony i immunolog, w 1900 roku przedstawił tzw. teorię łańcuchów bocznych: zakładała ona, że pewne komórki w organizmie posiadają na swojej powierzchni struktury (łańcuchy) mogące wiązać patogeny lub toksyny i w wyniku interakcji z patogenem lub toksyną łańcuchy te są uwalniane do surowicy[3]. Teoria ta miała wyjaśniać m.in. obserwacje Behringa i Shibasaburo, jednak jej słuszność potwierdzono dopiero kilkadziesiąt lat później. Sam Ehrlich przyrównał przeciwciała do „magicznego pocisku” – średniowiecznego ideału leku, który wypędza diabła z ciała opętanego, bez czynienia pokrzywdzonemu szkód. Przeciwciała miałyby w podobny sposób zapewnić usunięcie patogenu bez szkód dla organizmu. Ehrlich zwrócił uwagę na fakt, iż przeciwciała nie mogą reagować z własnymi tkankami, gdyż doprowadzałoby to do ich zniszczenia (uczony określił to mianem horror autotoxicus). Obecnie wiadomo, że nie jest to prawdą, gdyż to przeciwciała odgrywają znaczną rolę w chorobach autoimmunizacyjnych[4]. Niemniej jednak, immunoglobuliny rzeczywiście działają podobnie do „magicznego pocisku” i stanowią jeden z głównych czynników zaangażowanych w obronę naszego organizmu.

Szerszy wgląd w biochemiczną naturę przeciwciał uzyskano w wyniku badań Michaela Heidelbergera i Oswalda Avery’ego w latach 20. XX wieku, zaobserwowali oni bowiem nie tylko zjawisko precypitacji antygenów pod wpływem przeciwciał, ale także stwierdzili, że przeciwciała są białkami[5]. W latach 30. XX wieku prace Johna Marracka i jego współpracowników uszczegółowiły wiedzę na temat interakcji pomiędzy przeciwciałami i antygenami, jednak w tym czasie nadal uważano, że zjawiska immunoprecypitacji, aglutynacji i działanie antytoksyczne są wynikiem zupełnie różnych czynników występujących w surowicy. Dopiero w 1939 roku Elvin Abraham Kabat wykazał, że zjawiska te są skutkiem działania substancji o tych samych podstawowych właściwościach[6]. Pierwszo- i drugorzędowa struktura przeciwciał została zbadana przez Geralda Edelmana i Rodneya R. Portera w latach 60., za co zostali oni uhonorowani Nagrodą Nobla[7].

W roku 1948 Astrid Fagraeus wykazała, że przeciwciała są produkowane przez limfocyty B[8]. Przełomem w badaniach przeciwciał było opracowanie pod koniec lat 50. teorii selekcji klonalnej, która z jednej strony pokazała ich rzeczywiste znaczenie w odporności, z drugiej jednak wzmocniła zadawane jeszcze od czasów Ehrlicha pytanie: skąd bierze się tak duża liczba wariantów przeciwciał? Wiadomo było od dawna, że dla każdego niemal patogenu istnieją specyficzne przeciwciała. Rozwój genetyki spowodował, iż uczeni zdali sobie sprawę z faktu, że wariantów przeciwciał jest więcej niż genów w organizmie, co z definicji genów i białek nie mogło mieć miejsca. Wyjaśnienie tego zawdzięczamy immunogenetykom, szczególnie japońskiemu uczonemu Susumu Tonegawie (za te właśnie prace uzyskał on w 1987 r. Nagrodę Nobla[9]). Immunogenetyka pozwoliła obalić także pewne dogmaty genetyki, wcześniej uznawane za niepodważalne.

W roku 1975 Cesar Milstein oraz Georges Köhler odkryli metodę produkcji przeciwciał monoklonalnych (Nagroda Nobla z zakresu fizjologii i medycyny, 1984 rok[9]), które są dziś używane w laboratoriach naukowych do licznych badań naukowych, w diagnostyce (ELISA, Western blot, cytometria przepływowa, immunohistochemia) oraz w wynajdywaniu nowych terapii, np. przeciwnowotworowych. Jak niewiele innych przedsięwzięć przeciwciała monoklonalne połączyły ze sobą świat biologii i biznesu.

Terminologia[edytuj | edytuj kod]

Zanim poznano budowę chemiczną przeciwciał, nazywano je na podstawie określonych właściwości. Wydawało się wówczas, że są to zupełnie różne substancje. Obecnie, mimo znacznie lepszego zrozumienia budowy i funcji przeciwciał, terminy te są nadal używane, chociaż wiele z nich już nie tak często. Chodzi o określenia takie jak: antytoksyna – przeciwciało neutralizujące określoną truciznę [10] (np. antytoksyna tężcowa), krioglobina – przeciwciało nieswoiście wiążące i precypitujące antygeny w niskich temperaturach[11] czy aglutynina – przeciwciało prowadzące do aglutynacji krwinek[12].

Terminy γ-globulina, immunoglobulina i przeciwciało nie są synonimami, mimo że często używane są zamiennie. Termin immunoglobulina odnosi się do faktu, że białka te pełnią funkcję odpornościową, zaś w wyniku przeprowadzenia elektroforezy białek osocza lokują się m.in. w paśmie γ-globulin. Dlatego przez długi czas immunoglobuliny określano γ-globulinami. Obecnie wiadomo, że w pasmie γ po elektroforezie lokują się także inne białka (np. białko C-reaktywne) i że immunoglobuliny lokują się także poza pasmem γ w pasmie β i α2 (patrz: proteinogram). Tak więc określenia γ-globulina nie należy go stosować jako synonimu słów przeciwciało i immunoglobulina. Warto także zwrócić uwagę na fakt, iż określenie γ-globulina odnosi się do wszystkich przeciwciał, nie tylko do przeciwciał klasy IgG (podział na klasy omówiony jest dalej), które zawierają łańcuch γ. Zbieżność nazw jest tutaj przypadkowa, jednak całkiem trafna, ponieważ po przeprowadzonej elektroforezie, główną immunoglobuliną pasma γ jest właśnie IgG (chociaż nie wszystkie IgG lokują się w paśmie γ)[13].

Termin immunoglobulina odnosi się zwykle do przeciwciał zawartych w surowicy lub określonym preparacie, ale bez określenia swoistości (reaktywności) tych przeciwciał. Możemy np. mówić o poziomie immunoglobulin we krwi, co oznacza wszystkie przeciwciała, a nie tylko te, które reagują, na przykład, z antygenami grypy. Według definicji WHO z 1964 roku w skład immunoglobulin wchodzą także niektóre inne białka nie rozpoznające swoiście antygenów, ale biorące udział w reakcji odpornościowej, jak np. makroglobuliny[14].

Termin przeciwciało ma węższe znaczenie, oznacza bowiem immunoglobulinę skierowaną przeciwko konkretnemu antygenowi i mogącą się z nim wiązać, a więc immunoglobulinę o określonej swoistości[14]. Dlatego mówi się raczej o poziomie przeciwciał przeciwko wirusowi grypy, a nie o immunoglobulinach przeciwko grypie. Użycie wymienionych terminów jako synonimów nie jest jednak rażącym błędem, a w zależności od kontekstu może być uprawnione (np. w stwierdzeniach chemiczna budowa immunoglobulin i chemiczna budowa przeciwciał). Ponieważ termin przeciwciało związany jest z określonym antygenem, zwykle podaje się, o jaki antygen chodzi. Przykładowo, przeciwciało wiążące antygen CD3 określimy jako przeciwciało przeciwko CD3 lub przeciwciało anty-CD3. Przedrostek anty- bywa niekiedy w źródłach pisanych zastępowany grecką literą alfa i w takim wypadku pomija się słowo przeciwciało (np. α-CD3 lub αCD3 oznacza przeciwciało anty-CD3, porównaj np. użycie w pracy Vauth i wsp.[15]).

Wraz z upowszechnieniem się przeciwciał monoklonalnych zaistniała potrzeba rozróżnienia przeciwciał skierowanych przeciwko temu samemu antygenowi, ale wiążących się z różnymi epitopami. Jest to konieczne, ponieważ w zależności od wiązanego epitopu przeciwciało może wykazywać różne funkcje lub być używane w różnych celach. Przeciwciała monoklonalne określa się precyzyjnie, podając nazwę klonu. Przykładowo: przeciwciało anty-CD3, klon OKT3 wiąże inny epitop, niż przeciwciało anty-CD3, klon SK7.

W przypadku przeciwciał monoklonalnych stosowanych w terapii, opracowano stosunkowo skomplikowany i wciąż dyskutowany system nazewnictwa, mający na celu ujednolicenie terminologii[16]. System ten zakłada istnienie prefiksu, który może być dowolny (ustalony np. przez producenta przeciwciała), następnie podaje się człon oznaczający ogólnie cel (antygen) dla danego przeciwciała, człon oznaczający pochodzenie przeciwciała (np. gatunek zwierzęcia) i sufiks -mab oznaczający przeciwciało monoklonalne. Przykładowo: jeżeli przeciwciało wiąże się z toksyną, to podaje się człon -tox(a)-, a jeżeli reaguje z antygenem nowotworowym, dodaje się człon -t(u)- (od tumor)[17]. Przeciwciała produkowane przez komórki mysie zawierają człon -o-, zaś przeciwciała humanizowane człon -zu-. Jeżeli zatem wyprodukowane zostanie humanizowane przeciwciało o charakterze antytoksyny, to końcówka nazwy będzie brzmiała -toxazumab, zaś mysie przeciwciało monoklonalne użyte do atakowania komórek rakowych zostanie nazwane tak, żeby końcówka brzmiała -tomab.

Budowa przeciwciał[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

Klasy przeciwciał
Nazwa klasy Liczba podklas 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[18].
IgD 1 Działanie niezbyt dokładnie zbadane. Odgrywają rolę jako receptory na komórkach B dla antygenów[19].
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][19]. Monomeryczna forma IgM znajdująca się na powierzchni limfocytów B pełni rolę receptora dla antygenów.

Przeciwciała można sklasyfikować ze względu na budowę łańcuchów lekkich oraz ciężkich, przy czym różnice dotyczą wyłącznie części stałych. Klasyfikacja na podstawie budowy łańcuchów lekkich nie ma praktycznego znaczenia, niemniej jednak należy o niej wspomnieć. Łańcuchy lekkie mogą występować w dwu podstawowych formach: κ i λ. W zależności od tego, jaki rodzaj łańcucha występuje w danej cząsteczce przeciwciała, można wyróżnić typ przeciwciała. Ze względu na fakt, że łańcuch λ występuje w kolejnych dwu formach, w obrębie typu λ można wyróżnić dwa kolejne podtypy.

Typy przeciwciał

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).

Kinetyka reakcji antygen – przeciwciało[edytuj | edytuj kod]

Reakcja przeciwciała z antygenem przebiega podobnie, jak każda inna reakcja równowagowa typu A+B→AB. Opierając się na takim równaniu w immunologii wyróżnia się powinowactwo i zachłanność (awidność).

Powinowactwo[edytuj | edytuj kod]

Powinowactwem przeciwciała nazywamy siłę wiązania antygenu przez pojedynczy paratop, co odpowiada reakcji, w której pojedyncze paratopy przeciwciał reagują z monowalentnymi antygenami. Reakcja jest przedstawiona poniżej:

Przeciwcialo powinowactwo.svg

Jak dla każdej innej reakcji równowagowej, także dla tej można obliczyć stałą równowagi, w tym wypadku stałą asocjacji, która wynosić będzie:

K_a=\frac{[AbAg]}{[Ab][Ag]}

gdzie: [Ab] – stężenie przeciwciał; [Ag] – stężenie antygenu; [AbAg] – stężenie kompleksu antygen-przeciwciało. Stężenia podaje się w mol/L.

Stała K_a, obliczona dla przeciwciał o jednakowej swoistości jest wprost proporcjonalna do powinowactwa, gdyż jej duża wartość informuje nas o tworzeniu dużej ilości kompleksów z antygenem. Przy małym powinowactwie tworzy się mniej kompleksów, a przeciwciała takie są mniej skuteczne. Wynika to z faktu, iż przeciwciała o dużym powinowactwie zwiążą dużo antygenów już przy ich małym stężeniu, a więc szybciej zareagują na ich obecność[20].

Powinowactwo zależy zarówno od szybkości tworzenia się wiązań między epitopem i paratopem, jak również od siły tego wiązania[20]. Należy także pamiętać, że czasami powinowactwo danego przeciwciała względem antygenu może być niższe od powinowactwa dla innego antygenu, względem którego przeciwciało nie było produkowane (patrz: przeciwciało heteroklityczne)[21].

Zachłanność (awidność)[20][edytuj | edytuj kod]

Zachłanność jest pojęciem podobnym do powinowactwa i oznacza ona siłę wiązania poliwalentnego antygenu z kilkoma paratopami przeciwciała. Jest to stała reakcji przedstawionej poniżej i jest obliczana w podobny sposób jak w przypadku powinowactwa:

Przeciwcialo zachlannosc.svg

Najistotniejsze jest to, że zachłanność nie jest prostą sumą powinowactw (w powyższym przykładzie dwóch), lecz jest od nich większa. Wynika to z faktu, że rozerwanie kilku wiązań naraz (w reakcji przeciwnej) wymaga większej siły niż oderwanie pojedynczego wiązania przeciwciało-antygen.

Tworzenie kompleksów immunologicznych[edytuj | edytuj kod]

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.

Zastosowania w medycynie[edytuj | edytuj kod]

Diagnostyka[edytuj | edytuj kod]

Wykrywanie konkretnych przeciwciał jest powszechną formą diagnostyki medycznej i m.in. serologia zależy od tego typu metod[22]. Przykładowo, w oznaczeniach biochemicznych służących do ułatwienia postawienia diagnozy[23], określa się miano przeciwciał z krwi skierowanych na wirusa Epsteina-Barr lub boreliozę. Nieobecność tych przeciwciał oznacza, że osoba nie była zakażona lub zakażenie nastąpiło bardzo dawno temu i limfocyty B produkujące specyficzne przeciwciała zniknęły. W chorobach autoimmunologicznych często można wykryć w badaniach krwi autoprzeciwciała, które wiążą się z epitopami własnego ciała. Przeciwciała skierowane przeciwko powierzchniowym antygenom erytrocytów w autoimmunologicznej anemii hemolitycznej można wykryć za pomocą testu Coombsa[24]. Test Coombsa jest także używany w przesiewowych badaniach związanych z transfuzją krwi oraz w badaniach prenatalnych u kobiet[24]. Poziomy różnych klas immunoglobulin są czasem użyteczne w określeniu przyczyn uszkodzenia wątroby u pacjentów, których rozpoznanie jest niepewne[1]. Przykładowo, podniesiony poziom IgA wskazuje na marskość alkoholową, a podniesione poziomy IgM wskazują na wirusowe zapalenie wątroby oraz pierwotną marskość żółciową, podczas gdy poziom IgG jest podniesiony wirusowym zapaleniu wątroby, autoimmunologicznym oraz w marskości.

Stosowanie immunoglobulin w terapii[edytuj | edytuj kod]

Dożylne preparaty immunoglobulin są stosowane w dwóch zasadniczych wskazaniach:

  • leczenie substytucyjne – uzupełnianie niskiego stężenia IgG,
  • działanie modyfikujące działanie układu immunologicznego (duże dawki immunoglobulin).

Celowana terapia przeciwciałami monoklonalnymi jest stosowana w leczeniu takich chorób, jak reumatoidalne zapalenie stawów[25], stwardnienie rozsiane[26], łuszczyca[27], oraz w różnych postaciach nowotworów złośliwych, w tym w chłoniakach nieziarniczych[28] raku jelita grubego, rakach głowy i szyi oraz raku piersi[29]. Niektóre niedobory odporności, jak sprzężona z chromosomem X agammaglobulinemia oraz hipogammaglobulinemia wynikają odpowiednio z całkowitego i częściowego niedoboru przeciwciał[30]. Te choroby można leczyć poprzez wywoływanie krótkotrwałej postaci odporności, zwanej odpornością bierną. Odporność bierną uzyskuje się poprzez przekazanie choremu gotowych przeciwciał w ludzkiej lub zwierzęcej surowicy[31].

Terapia prenatalna[edytuj | edytuj kod]

Przeciwciała przeciwko czynnikowi Rh są specyficzne dla ludzkiego antygenu D rezusów[32]. Czynnik Rh jest antygenem znajdującym się na krwinkach czerwonych; osoby (Rh+) posiadają ten antygen na erytrocytach, a osoby (Rh−) nie. W czasie ciąży z komplikacjami, a także w wyniku urazu okołoporodowego, krew płodu może się przedostać do układu krążenia matki. W przypadku, gdy matka jest Rh−, a dziecko Rh+, może dojść do uczulenia na antygen Rh, co stwarza ryzyko hemolitycznej choroby noworodka (wzrastające z każdą następną ciążą)[33]. Aby zapobiec wystąpieniu uczulenia matki na antygeny płodu, podaje się przeciwciała przeciw czynnikowi Rh.

Leczenie matki za pomocą przeciwciał przed i po porodzie niszczy antygeny Rh przedostające się do matki od płodu. Następuje to zanim limfocyty B matki zostaną zastymulowane do „zapamiętania” antygenu Rh i wytworzenia komórek pamięci. Dzięki temu układ odpornościowy matki nie zareaguje produkcją przeciwciał anty-Rh i nie zaatakuje antygenów D dziecka. Leczenie za pomocą przeciwciał anty-Rh zapobiega wystąpieniu hemolitycznej choroby noworodka, ale nie leczy przyczyny, jaką jest niezgodność układów Rh matki i płodu[32]. Przeciwciała stosowane w terapii prenatalnej dostępne są pod kilkoma nazwami handlowymi.

Terapia biologiczna[edytuj | edytuj kod]

Information icon.svg Osobny artykuł: leki biologiczne.

Zastosowanie w badaniach naukowych[edytuj | edytuj kod]

Immunofluorescencyjny obraz eukariotycznego cytoszkieletu. Filamenty aktynowe są przedstawione na czerwono, mikrotubule na zielono, a jądro komórkowe na niebiesko.

Specyficzne przeciwciała produkuje się poprzez wstrzykiwanie antygenów ssakom takim jak myszy, szczury, króliki od których uzyskuje się niewielkie ilości przeciwciał oraz owiec, koni, kóz, od których pozyskuje się większe ilości przeciwciał. Krew wyizolowana od tych zwierząt zawiera przeciwciała poliklonalne, czyli niejednakowe przeciwciała, które wiążą się z tym samym antygenem w surowicy krwi. Antygeny wstrzykuje się również kurom, aby uzyskać poliklonalne przeciwciała w żółtku[34]. Aby uzyskać przeciwciała specyficzne dla danego epitopu antygenu, izoluje się produkujące przeciwciała limfocyty od zwierząt i łączy się z linią komórek rakowych. W ten sposób otrzymuje się hybrydy, które będą produkować w hodowli przeciwciała. Pojedyncze hybrydy są izolowane poprzez klonowanie dylucyjne dające klony komórek, które produkują jednakowe przeciwciała, zwane przeciwciałami monoklonalnymi[35]. Wyprodukowane przeciwciała mono- i poliklonalne są często oczyszczane przy pomocy białka A/G oraz chromatografii powinowactwa do antygenów[36].

W badaniach, oczyszczone przeciwciała mają wiele zastosowań. Najczęściej stosuje się je do odnalezienia i zidentyfikowania wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych białek. Przeciwciała są używane w cytometrii przepływowej do różnicowania typów komórek na podstawie białek, jakie ulegają w nich ekspresji. Różne rodzaje komórek produkują różne zestawy białek CD, które trafiają na ich powierzchnię, a także odmienne białka wewnątrzkomórkowe i te, które ulegają sekrecji (wydzielaniu)[37]. Używa się ich także w immunoprecypitacji do rozdzielenia białek i wszystkiego z czym są połączone (koimmunoprecypitacja) od innych cząsteczek w lizacie komórkowym[38], w analizie Western blotu do zidentyfikowania białek rozdzielonych w elektroforezie[39], oraz w immunohistochemii lub immunofluorescencji do zbadania ekspresji białek w skrawkach tkankowych lub do zlokalizowania białek wewnątrz komórek przy pomocy mikroskopu[37][40]. Białka można wykryć i określić ich ilość z użyciem technik ELISA oraz ELISPOT[41][42].

Przeciwciała u noworodków[edytuj | edytuj kod]

Wymienione na wstępie mechanizmy ochronnego działania przeciwciał mogą także pojawiać się u noworodków, które wprawdzie produkują nikłe ilości przeciwciał (głównie klasy IgM), ale uzyskują dodatkowo przeciwciała poprzez:

  • Przekazywanie matczynych IgG przez łożysko w czasie trwania ciąży. Od ok. 6. miesiąca ciąży matka może przekazywać IgG do krwi pępowinowej, przy czym dzieje się to z udziałem mechanizmów aktywnego transportu. Noworodek posiada dzięki temu wyższe stężenie IgG we krwi niż człowiek dorosły. W konsekwencji, wcześniaki są mniej odporne od noworodków urodzonych w terminie, gdyż uzyskały mniej przeciwciał od matki.
  • Przekazywanie matczynych przeciwciał w mleku matki. W mleku występują przeciwciała IgA (u człowieka; u świni są to np. IgG), które są wydzielane bezpośrednio przez gruczoł sutkowy. Ciekawe jest to, że w mleku odnajdujemy przeciwciała skierowane przeciwko patogenom układu pokarmowego, z którymi zetknęła się matka. Wynika to z istnienia swego rodzaju łączności pomiędzy błoną jelit a gruczołem sutkowym, możliwą dzięki istnieniu MALT, tkanki limfatycznej związanej z błonami śluzowymi. W tym momencie najbardziej istotne jest to, że dziecko otrzymuje przeciwciała, które służą eliminacji patogenów, które z dużym prawdopodobieństwem może spotkać w swoim środowisku, gdyż spotkała je już matka. Przeciwciała zawarte w mleku są więc jednym z argumentów popierających karmienie piersią.

Noworodek zaczyna produkować na większą skalę IgG dopiero dwa miesiące po urodzeniu. Równocześnie z biegiem czasu maleje liczba przeciwciał otrzymanych od matki w trakcie ciąży, i noworodek jest najsłabiej chroniony około trzeciego miesiąca życia. Brak syntezy własnych przeciwciał jest jednym z powodów pewnej nieskuteczności szczepień tuż po urodzeniu.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Rzeźba Angel of the West (Julian Voss-Andreae, 2008) obrazująca strukturę przeciwciała opublikowaną przez Eduarda Padlana[43][44]


Przypisy

  1. 1,0 1,1 Rhoades RA, Pflanzer RG: Human Physiology. Thomson Learning, 2002. ISBN 0-534-42174-1.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM: Immunology, Infection, and Immunity. ASM Press, 2004. ISBN 1-55581-246-5.
  3. SH. Kaufmann. Immunology’s foundation: the 100-year anniversary of the Nobel Prize to Paul Ehrlich and Elie Metchnikoff. „Nat Immunol”. 9 (7), s. 705-12, Jul 2008. doi:10.1038/ni0708-705. PMID 18563076. 
  4. JC. Jennette, RJ. Falk. The rise and fall of horror autotoxicus and forbidden clones. „Kidney Int”. 78 (6), s. 533-5, Sep 2010. doi:10.1038/ki.2010.237. PMID 20805814. 
  5. HL. Van Epps, M. Heidelberger, O. Avery, A. Dochez. How Heidelberger and Avery sweetened immunology. „J Exp Med”. 202 (10), s. 1306, Nov 2005. doi:10.1084/jem20210fta. PMID 16301739. 
  6. SF. Schlossman, B. Benacerraf, E. Kabat. Dr. Elvin Kabat: an appreciation of his scientific contributions. „Mol Immunol”. 21 (11), s. 1009-10, Nov 1984. PMID 6392856. 
  7. TN. Raju, GM. Edelman, RR. Porter. The Nobel chronicles. 1972: Gerald M Edelman (b 1929) and Rodney R Porter (1917-85). „Lancet”. 354 (9183), s. 1040, Sep 1999. PMID 10501404. 
  8. Arthur M. Silverstein: A history of immunology. London: Academic Press, 2009. ISBN 0-12-370586-X.
  9. 9,0 9,1 TN. Raju, S. Tonegawa. The Nobel chronicles. 1987: Susumu Tonegawa (b 1939). „Lancet”. 355 (9203), s. 583, Feb 2000. PMID 10683039. 
  10. Dorland: Dorland’s Illustrated Medical Dictionary. Elsevier Health Sciences, 2011. ISBN 9781455709854.
  11. Lerner AB, Watson CJ. Studies of cryoglobulins. I. Unusual purpura associated with the presence of a high concentration of cryoglobulin (cold precipitable serum globulin). „Am J Med Sci”. 214, s. 410, 1947. 
  12. Sabyasachi Sircar: Principles of medical physiology. Stuttgart: Thieme, 2008, s. 161. ISBN 978-1-58890-572-7.
  13. Hans D. Ochs, Jerry A. Winklestein, E. Richard Stiehm, Jerry A. Winkelstein: Immunologic disorders in infants children. Philadelphia, Pa.: W.B. Saunders, 2004, s. 102. ISBN 978-0-7216-8964-7.
  14. 14,0 14,1 Subhash C. Parija: Textbook Of Microbiology And Immunology. Elsevier India, 2009, s. 99. ISBN 9788131221631.
  15. M. Vauth, D. Möhner, S. Beermann, R. Seifert i inni. Histamine via the histamine H₂-receptor reduces α-CD3-induced interferon-γ synthesis in murine CD4+ T cells in an indirect manner. „J Interferon Cytokine Res”. 32 (4), s. 185-90, Apr 2012. doi:10.1089/jir.2011.0082. PMID 22280069. 
  16. Charles Janeway: Immunobiology: the immune system in health and disease. New York: Garland, 2001. ISBN 0-8153-3642-X.
  17. AMA (USAN) Monoclonal antibodies. 2007. [dostęp 2007-08-15].
  18. Underdown B, Schiff J. Immunoglobulin A: strategic defense initiative at the mucosal surface. „Annu Rev Immunol”. 4, s. 389-417, 1986. PMID 3518747. 
  19. 19,0 19,1 Geisberger R, Lamers M, Achatz G. The riddle of the dual expression of IgM and IgD. „Immunology”. 118 (4), s. 429-37, 2006. PMID 16895553. 
  20. 20,0 20,1 20,2 Masud N. Khan, John W. Findlay: Ligand-Binding Assays: Development, Validation, and Implementation in the Drug Development Arena. John Wiley & Sons, 2009, s. 49. ISBN 9780470541494.
  21. John M. Lackie: The Dictionary of Cell & Molecular Biology. Academic Press, 2012, s. 299. ISBN 9780123849328.
  22. Animated depictions ofhow antibodies are used in ELISA assays. W: Cellular Technology Ltd.–Europe [on-line]. [dostęp 2007-05-08].
  23. Animated depictions of how antibodies are used in ELISPOT assays. W: Cellular Technology Ltd.–Europe [on-line]. [dostęp 2007-05-08].
  24. 24,0 24,1 Chapter 4: Hemolytic disease of the newborn. W: Laura Dean: Blood Groups and Red Cell Antigens. NCBI Bethesda (MD): National Library of Medicine (US), 2005.
  25. Feldmann M, Maini R. Anti-TNF alpha therapy of rheumatoid arthritis: what have we learned?. „Annu Rev Immunol”, s. 163-96, 2001. PMID 11244034. 
  26. Doggrell S. Is natalizumab a breakthrough in the treatment of multiple sclerosis?. „Expert Opin Pharmacother”, s. 999-1001, 2003. PMID 12783595. 
  27. Krueger G, Langley R, Leonardi C, Yeilding N, Guzzo C, Wang Y, Dooley L, Lebwohl M. A human interleukin-12/23 monoclonal antibody for the treatment of psoriasis. „N Engl J Med”, s. 580-92, 2007. PMID 17287478. 
  28. Plosker G, Figgitt D. Rituximab: a review of its use in non-Hodgkin’s lymphoma and chronic lymphocytic leukaemia. „Drugs”, s. 803-43, 2003. PMID 12662126. 
  29. Vogel C, Cobleigh M, Tripathy D, Gutheil J, Harris L, Fehrenbacher L, Slamon D, Murphy M, Novotny W, Burchmore M, Shak S, Stewart S. imię-line Herceptin monotherapy in metastatic breast cancer. „Oncology”, s. 37-42, 2001. PMID 11694786. 
  30. LeBien TW. Fates of human B-cell precursors. „Blood”, s. 9–23, 2000. PMID 10891425. 
  31. Ghaffer A: Immunization. W: Immunology – Chapter 14 [on-line]. 2006-03-26. [dostęp 2007-06-06].
  32. 32,0 32,1 Fung Kee Fung K, Eason E, Crane J, Armson A, De La Ronde S, Farine D, Keenan-Lindsay L, Leduc L, Reid G, Aerde J, Wilson R, Davies G, Désilets V, Summers A, Wyatt P, Young D. „J Obstet Gynaecol Can”, s. 765-73, 2003. PMID 12970812. 
  33. Urbaniak S, Greiss M. „Blood Rev”, s. 44-61, 2000. PMID 10805260. 
  34. Tini M, Jewell UR, Camenisch G, Chilov D, Gassmann M. Generation and application of chicken egg-yolk antibodies. „Comp. Biochem. Physiol., Part A Mol. Integr. Physiol.”, s. 569-74, 2002. PMID 11867282. 
  35. Cole SP, Campling BG, Atlaw T, Kozbor D, Roder JC. „Mol. Cell. Biochem.”, s. 109-20, 1984. PMID 6087121. 
  36. Kabir S. „Immunol Invest”, s. 263-78, 2002. PMID 12472184. 
  37. 37,0 37,1 Brehm-Stecher B, Johnson E. „Microbiol Mol Biol Rev”, s. 538-59, 2004. PMID 15353569. 
  38. Williams N. „Methods Cell Biol”, s. 449-53, 2000. PMID 10503210. 
  39. Kurien B, Scofield R. „Methods”, s. 283-93, 2006. PMID 16483794. 
  40. Scanziani E. „Methods Mol Biol”. s. 133-40. PMID 9711649. 
  41. Reen DJ.. „Methods Mol Biol.”, s. 461-6, 1994. PMID 7951745. 
  42. Kalyuzhny AE. „Methods Mol Biol.”, s. 15-31, 2005. PMID 15937343. 
  43. Eduardo Padlan. Anatomy of the antibody molecule. „Mol. Immunol.”. 31 (3), s. 169–217, 1994. doi:10.1016/0161-5890(94)90001-9. PMID 8114766. 
  44. Julian Voss-Andreae, Protein Sculptor. „Protein Data Bank newsletter”. 32, s. 9–11, zima 2007. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Włodzimierz Ptak, Maria Ptak: Podstawy immunologii. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, 2000. ISBN 83-233-1218-4.