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Inmunología: Interacciones Entre Antígeno y Anticuerpo

Escrito por Administrator el . Publicado en Inmunología

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Interacciones Entre Antígeno y Anticuerpo

Antes de tratar sobre los detalles de las reacciones antígeno-anticuerpo, se recomienda el repaso de los siguientes conceptos: 

 

antígeno
epitopo (determinante antigénico)
hapteno y conjugados hapteno-portador
experimentos de Landsteiner, que demuestran el papel clave de la configuración global del hapteno: lo que reconoce el Ac es la nube tridimensional de la capa externa de electrones del hapteno
anticuerpos: el sitio de unión con el antígeno está formado por el conjunto de las seis CDR. Este conjunto interacciona con el epitopo, y es lo que se denomina paratopo
la cristalografía de rayos X demuestra la complementariedad (de tipo llave-cerradura) entre el paratopo y el epitopo
flexibilidad en la unión: puede darse un ajuste inducido en una CDR al unirse al correspondiente grupo químico del epitopo, permitiendo un mejor encaje molecular entre ambos.

CARACTERÍSTICAS FÍSICOQUÍMICAS DE LA UNIÓN Ag-Ac

La unión Ag-Ac es una interacción reversible en la que sólo intervienen enlaces no-covalentes entre el epitopo del Ag y las CDRs de la pareja VH-VL del Ac. 

Fuerzas implicadas en la unión Ag-Ac

Los enlaces no covalentes son dependientes de la inversa de la distancia entre los grupos químicos implicados.

Puentes de hidrógeno
Fuerzas electrostáticas (enlaces iónicos)
Fuerzas de van der Waals 
Enlaces hidrófobos

La clave de la unión está en la complementariedad entre Ag y Ac: si ésta es buena, se produce la exclusión de agua, lo que permite un acercamiento estrecho entre epitopo y paratopo, lo que determina altas fuerzas de unión. 

Afinidad

La afinidad de un anticuerpo(Ac) concreto (p. ej., cuando usamos un anticuerpo monoclonal) por un epitopo (H) es la suma de todas las fuerzas atractivas y repulsivas entre un sitio de unión de ese anticuerpo y el correspondiente epitopo. Ello se puede definir a través de la correspondiente constante de equilibrio (K), según la ley de acción de masas:

siendo [Ac] la concentración de sitios libres de Ac y [Ac-H] la concentración de sitios ocupados del Ac.

La determinación de la constante de afinidad K se realiza en experimentos de diálisis, que conducen a la determinación de la ecuación de Scatchard:

Avidez

Es la fuerza con la que el Ac multivalente se une a un Ag multivalente. Aunque depende de las afinidades individuales de cada uno de los determinantes individuales de ese antígeno, su valor es mucho mayor que la suma de afinidades.

Pero por otro lado, hay que considerar que los Ag naturales suelen tener más de un tipo de determinante antigénico. Cuando un antígeno de este tipo entra en un individuo, éste produce un antisuero, que presenta varios tipos de anticuerpos, cada uno de ellos dirigidos a un tipo diferente de determinante antigénico del Ag original. En esta caso se habla de avidez del antisuero, que es la fuerza conjunta de los distintos anticuerpos de ese antisuero que reconocen al antígeno multivalente complejo:

n Ac + mAg ß à {Acn Agm},

donde n representa la heterogeneidad del anticuerpo, y m los distintos tipos de epitopos del antígeno.

Los factores que contribuyen a la avidez del antisuero son complejos, pero uno muy interesante es el derivado de la multivalencia del antígeno. La fuerza de unión de un antígeno complejo multivalente a varios tipos de Ac es mucho mayor que la suma aritmética de las fuerzas de unión de cada anticuerpo:

La avidez refleja mejor la situación fisiológica, pero la afinidad nos caracteriza lo que ocurre con cada tipo de anticuerpo concreto en su interacción con el epitopo.

CINÉTICA DE LAS REACCIONES Ag-Ac

Parece que existen indicios de que durante la maduración de la respuesta humoral de producción de anticuerpos se produce no sólo una selección de anticuerpos con mayor afinidad (selección termodinámica), sino con mayor rapidez (selección cinética).

SITIOS DE UNIÓN POLIFUNCIONALES

Puede darse el caso de que una misma molécula de anticuerpo pueda ser complementaria de varios determinantes antigénicos distintos. En este caso, la unión de cada epitopo al anticuerpo es competitiva, aunque existen lugares distintos para cada epitopo dentro del paratopo del anticuerpo.

Cuando inducimos una respuesta humoral frente al Ag "A", se produce una población de Ac polifuncionales, que tienen en común el tener un sitio para "A" (aunque en dicha población se dan subpoblaciones, que, además podrían reconocer parte de otros Ag). La reactividad neta del antisuero es alta frente a "A" (el Ag inductor), pero baja frente a los demás Ag.