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Una ilustración que muestra cómo los antígenos inducen la respuesta del sistema inmunológico al interactuar con un anticuerpo que coincide con la estructura molecular de un antígeno.

En inmunología , un antígeno ( Ag ) es una molécula o molecular estructura , tal como puede estar presente en el exterior de un patógeno , que se puede unir por un antígeno específico de anticuerpo o receptor de antígeno de células B . [1] La presencia de antígenos en el cuerpo normalmente desencadena una respuesta inmunitaria . [2] La abreviatura Ag significa generador de anticuerpos . [3]

Los antígenos son "dirigidos" por anticuerpos. [1] Cada anticuerpo es producido específicamente por el sistema inmunológico para que coincida con un antígeno después de que las células del sistema inmunológico entran en contacto con él; esto permite una identificación precisa o emparejamiento del antígeno y el inicio de una respuesta adaptativa . [1] [2] Se dice que el anticuerpo "coincide" con el antígeno en el sentido de que puede unirse a él debido a una adaptación en un fragmento del anticuerpo que se une al antígeno . [1] En la mayoría de los casos, un anticuerpo adaptado solo puede reaccionar y unirse a un antígeno específico; en algunos casos, sin embargo, los anticuerpos pueden reaccionar de forma cruzada y unirse a más de un antígeno.

Los antígenos son proteínas , péptidos (cadenas de aminoácidos) y polisacáridos (cadenas de monosacáridos / azúcares simples), pero los lípidos y los ácidos nucleicos se convierten en antígenos solo cuando se combinan con proteínas y polisacáridos. [4]

El antígeno puede originarse en el interior del cuerpo (" autoproteína ") o en el entorno externo ("no propio"). [2] El sistema inmunológico identifica y ataca a los antígenos externos "no propios" y, por lo general, no reacciona a las proteínas propias debido a la selección negativa de las células T en el timo . [5]

Las vacunas son ejemplos de antígenos en una forma inmunogénica, que se administran intencionalmente a un receptor para inducir la función de memoria del sistema inmunológico adaptativo hacia los antígenos del patógeno que invaden a ese receptor. Las vacunas contra el virus de la gripe estacional son un ejemplo común. [6]

Etimología [ editar ]

Paul Ehrlich acuñó el término anticuerpo (en alemán Antikörper ) en su teoría de la cadena lateral a finales del siglo XIX. [7] En 1899, Ladislas Deutsch (László Detre) (1874-1939) nombró a las sustancias hipotéticas a medio camino entre los constituyentes bacterianos y los anticuerpos "sustancias inmunogenes ou antigenes" (sustancias antigénicas o inmunogénicas). Originalmente creía que esas sustancias eran precursoras de anticuerpos, al igual que el zimógeno es un precursor de una enzima. Pero, en 1903, entendió que un antígeno induce la producción de cuerpos inmunes (anticuerpos) y escribió que la palabra antígeno es una contracción de antisomatógeno ( Immunkörperbildner). El Oxford English Dictionary indica que la construcción lógica debería ser "anti (cuerpo) -gen". [8]

Terminología [ editar ]

  • Epítopo : las distintas características superficiales de un antígeno, su determinante antigénico .
    Las moléculas antigénicas, normalmente polímeros biológicos "grandes", suelen presentar características superficiales que pueden actuar como puntos de interacción para anticuerpos específicos. Cualquiera de tales características constituye un epítopo. La mayoría de los antígenos tienen el potencial de unirse a múltiples anticuerpos, cada uno de los cuales es específico de uno de los epítopos del antígeno. Usando la metáfora de "cerradura y llave", el antígeno puede verse como una cadena de llaves (epítopos) cada una de las cuales coincide con una cerradura diferente (anticuerpo). Diferentes idiotipos de anticuerpos , cada uno tiene regiones determinantes de complementariedad formadas de forma distinta .
  • Alergeno - Sustancia capaz de causar una reacción alérgica . La reacción (perjudicial) puede resultar después de la exposición por ingestión, inhalación, inyección o contacto con la piel.
  • Superantígeno : una clase de antígenos que provocan la activación inespecífica de las células T, lo que da como resultado la activación policlonal de las células T y la liberación masiva de citocinas .
  • Tolerógeno : una sustancia que invoca una falta de respuesta inmunitaria específica debido a su forma molecular . Si se cambia su forma molecular, un tolerógeno puede convertirse en inmunógeno .
  • Proteína de unión a inmunoglobulina : proteínas como la proteína A , la proteína G y la proteína L que son capaces de unirse a anticuerpos en posiciones fuera del sitio de unión al antígeno. Mientras que los antígenos son el "objetivo" de los anticuerpos, las proteínas de unión a inmunoglobulinas "atacan" a los anticuerpos.
  • Antígeno dependiente de T: antígenos que requieren la ayuda de las células T para inducir la formación de anticuerpos específicos.
  • Antígeno independiente de T: antígenos que estimulan las células B directamente.
  • Antígenos inmunodominantes: antígenos que dominan (sobre todos los demás de un patógeno ) en su capacidad para producir una respuesta inmunitaria. Las respuestas de las células T típicamente se dirigen contra relativamente pocos epítopos inmunodominantes, aunque en algunos casos (p. Ej., Infección con el patógeno de la malaria Plasmodium spp. ) Se dispersa sobre un número relativamente grande de antígenos del parásito. [9]

Las células presentadoras de antígenos presentan antígenos en forma de péptidos sobre moléculas de histocompatibilidad . Las células T reconocen selectivamente los antígenos; Dependiendo del antígeno y del tipo de molécula de histocompatibilidad, se activarán diferentes tipos de células T. Para el reconocimiento del receptor de células T (TCR), el péptido debe procesarse en pequeños fragmentos dentro de la célula y presentarse mediante un complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). [10] El antígeno no puede provocar la respuesta inmunitaria sin la ayuda de un adyuvante inmunológico . [4] De manera similar, el componente adyuvante de las vacunas juega un papel esencial en la activación del sistema inmunológico innato. [11] [12]

Un inmunógeno es una sustancia antigénica (o aducto ) que puede desencadenar una respuesta inmunitaria humoral (innata) o mediada por células. [13] Primero inicia una respuesta inmune innata, que luego provoca la activación de la respuesta inmune adaptativa. Un antígeno se une a los productos inmunorreceptores altamente variables (receptor de células B o receptor de células T) una vez que se han generado. Los inmunógenos son aquellos antígenos, denominados inmunogénicos , capaces de inducir una respuesta inmunitaria. [14]

A nivel molecular, un antígeno se puede caracterizar por su capacidad para unirse a los paratopos de un anticuerpo . Diferentes anticuerpos tienen el potencial de discriminar entre epítopos específicos presentes en la superficie del antígeno. Un hapteno es una pequeña molécula que cambia la estructura de un epítopo antigénico. Para inducir una respuesta inmune, debe estar unida a una molécula portadora grande, como una proteína (un complejo de péptidos). Los antígenos suelen ser transportados por proteínas y polisacáridos y, con menor frecuencia, por lípidos . Esto incluye partes (capas, cápsulas, paredes celulares, flagelos, fimbrias y toxinas) de bacterias , virus y otrosmicroorganismos . Los lípidos y los ácidos nucleicos son antigénicos solo cuando se combinan con proteínas y polisacáridos. [ cita requerida ] Los antígenos no propios no microbianos pueden incluir polen, clara de huevo y proteínas de tejidos y órganos trasplantados o en la superficie de células sanguíneas transfundidas.

Fuentes [ editar ]

Los antígenos se pueden clasificar según su origen.

Antígenos exógenos [ editar ]

Los antígenos exógenos son antígenos que han ingresado al cuerpo desde el exterior, por ejemplo, por inhalación , ingestión o inyección . La respuesta del sistema inmunológico a los antígenos exógenos suele ser subclínica. Por endocitosis o fagocitosis , los antígenos exógenos se introducen en las células presentadoras de antígenos (APC) y se procesan en fragmentos. Las APC luego presentan los fragmentos a las células T colaboradoras ( CD4 + ) mediante el uso de histocompatibilidad de clase IImoléculas en su superficie. Algunas células T son específicas del complejo péptido: MHC. Se activan y comienzan a secretar citocinas, sustancias que activan los linfocitos T citotóxicos (CTL), las células B secretoras de anticuerpos , los macrófagos y otras partículas.

Algunos antígenos comienzan siendo exógenos y luego se vuelven endógenos (por ejemplo, virus intracelulares). Los antígenos intracelulares pueden volver a la circulación tras la destrucción de la célula infectada.

Antígenos endógenos [ editar ]

Los antígenos endógenos se generan dentro de las células normales como resultado del metabolismo celular normal o debido a una infección bacteriana viral o intracelular . Los fragmentos se presentan entonces en la superficie celular en el complejo con MHC de clase I moléculas. Si las células T CD8 + citotóxicas activadas las reconocen, las células T secretan diversas toxinas que provocan la lisis o apoptosis de la célula infectada. Para evitar que las células citotóxicas maten a las células solo por presentar autoproteínas , las células citotóxicas (células T autorreactivas) se eliminan como resultado de la tolerancia.(selección negativa). Los antígenos endógenos incluyen antígenos xenógenos (heterólogos), autólogos e idiotípicos o alogénicos (homólogos). A veces, los antígenos son parte del propio huésped en una enfermedad autoinmune . [2]

Autoantígenos [ editar ]

Un autoantígeno suele ser una autoproteína o un complejo proteico (y algunas veces ADN o ARN) que es reconocido por el sistema inmunológico de los pacientes que padecen una enfermedad autoinmune específica . En condiciones normales, estas autoproteínas no deberían ser el objetivo del sistema inmunológico, pero en las enfermedades autoinmunes, sus células T asociadas no se eliminan y atacan.

Neoantígenos [ editar ]

Los neoantígenos son aquellos que están completamente ausentes del genoma humano normal. En comparación con las autoproteínas no mutadas , los neoantígenos son importantes para el control de tumores, ya que la calidad del conjunto de células T que está disponible para estos antígenos no se ve afectada por la tolerancia de las células T centrales. La tecnología para analizar sistemáticamente la reactividad de las células T frente a los neoantígenos estuvo disponible solo recientemente. [15] Los neoantígenos se pueden detectar y cuantificar directamente a través de un método llamado MANA-SRM desarrollado por una empresa de diagnóstico molecular, Complete Omics Inc., mediante la colaboración con un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. [dieciséis]

Antígenos virales [ editar ]

Para los tumores asociados a virus, como el cáncer de cuello uterino y un subconjunto de cánceres de cabeza y cuello , los epítopos derivados de marcos de lectura abiertos virales contribuyen al conjunto de neoantígenos. [15]

Antígenos tumorales [ editar ]

Los antígenos tumorales son aquellos antígenos que son presentados por moléculas MHC de clase I o MHC de clase II en la superficie de las células tumorales . Los antígenos que se encuentran solo en dichas células se denominan antígenos específicos de tumores (TSA) y generalmente son el resultado de una mutación específica de tumores. Más comunes son los antígenos que presentan las células tumorales y las células normales, llamados antígenos asociados a tumores (TAA). Los linfocitos T citotóxicos que reconocen estos antígenos pueden destruir las células tumorales. [15]

Los antígenos tumorales pueden aparecer en la superficie del tumor en forma de, por ejemplo, un receptor mutado, en cuyo caso son reconocidos por las células B . [15]

Para los tumores humanos sin una etiología viral, se crean nuevos péptidos (neoepítopos) mediante alteraciones del ADN específicas del tumor. [15]

Proceso [ editar ]

Una gran fracción de las mutaciones tumorales humanas es efectivamente específica del paciente. Por tanto, los neoantígenos también pueden basarse en genomas tumorales individuales. Las tecnologías de secuenciación profunda pueden identificar mutaciones dentro de la parte del genoma que codifica proteínas (el exoma ) y predecir posibles neoantígenos. En modelos de ratones, para todas las secuencias de proteínas nuevas, se predijeron los péptidos de unión al MHC potenciales. El conjunto resultante de neoantígenos potenciales se utilizó para evaluar la reactividad de las células T. Los análisis basados ​​en el exoma se utilizaron en un entorno clínico para evaluar la reactividad en pacientes tratados con terapia celular con linfocitos infiltrantes de tumores (TIL) o bloqueo de puntos de control. La identificación de neoantígenos fue exitosa para múltiples sistemas de modelos experimentales y neoplasias malignas humanas.[15]

La tasa de falsos negativos de la secuenciación del exoma del cáncer es baja, es decir, la mayoría de los neoantígenos ocurren dentro de la secuencia exónica con cobertura suficiente. Sin embargo, la gran mayoría de las mutaciones dentro de los genes expresados ​​no producen neoantígenos que sean reconocidos por las células T autólogas. [15]

A partir de 2015, la resolución de la espectrometría de masas es insuficiente para excluir muchos falsos positivos del conjunto de péptidos que pueden presentar las moléculas de MHC. En cambio, se utilizan algoritmos para identificar a los candidatos más probables. Estos algoritmos consideran factores como la probabilidad de procesamiento proteasómico , el transporte al retículo endoplásmico , la afinidad por los alelos relevantes del MHC de clase I y los niveles de expresión génica o traducción de proteínas. [15]

La mayoría de los neoantígenos humanos identificados en pantallas no sesgadas muestran una alta afinidad de unión al MHC prevista. Los antígenos de histocompatibilidad menores, una clase de antígeno conceptualmente similar, también se identifican correctamente mediante algoritmos de unión al MHC. Otro filtro potencial examina si se espera que la mutación mejore la unión del MHC. La naturaleza de los residuos centrales expuestos al TCR de los péptidos unidos al MHC está asociada con la inmunogenicidad del péptido. [15]

Natividad [ editar ]

Un antígeno nativo es un antígeno que aún no ha sido procesado por una APC en partes más pequeñas. Las células T no pueden unirse a antígenos nativos, pero requieren que sean procesadas por APC, mientras que las células B pueden ser activadas por las nativas.

Especificidad antigénica [ editar ]

La especificidad antigénica es la capacidad de las células huésped para reconocer un antígeno específicamente como una entidad molecular única y distinguirlo de otro con una precisión exquisita. La especificidad del antígeno se debe principalmente a las conformaciones de la cadena lateral del antígeno. Es medible y no necesita ser lineal o de un paso o ecuación de velocidad limitada. [2] [6] Ambas células T y las células B son componentes celulares de la inmunidad adaptativa . [2] [17]

Ver también [ editar ]

  • Escape antigénico
  • Antitoxina
  • Epítopo conformacional
  • Epítopo
  • Epítopo lineal
  • Inmunoensayo magnético
  • Anticuerpo neutralizante
  • Pecado antigénico original
  • Paul Ehrlich: Bala mágica
  • Respuesta de células B policlonales
  • Cebado (inmunología)

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d "Anticuerpo" . Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. 2020 . Consultado el 13 de octubre de 2020 .
  2. ^ a b c d e f "Sistema inmunológico y trastornos" . MedlinePlus, Instituto Nacional de Medicina de EE. UU. 28 de septiembre de 2020 . Consultado el 13 de octubre de 2020 .
  3. ^ Hombre, David K. (2006). Inmunologia . Ciencias de la salud de Elsevier. pag. 10. ISBN 978-0323033992.
  4. ^ a b Gavin, AL; Hoebe, K; Duong, B; Ota, T; Martin, C; Beutler, B; Nemazee, D (22 de diciembre de 2006). "Respuestas de anticuerpos potenciadas por adyuvantes en ausencia de señalización del receptor tipo toll" . Ciencia . 314 (5807): 1936–38. Código bibliográfico : 2006Sci ... 314.1936G . doi : 10.1126 / science.1135299 . PMC 1868398 . PMID 17185603 .  
  5. ^ Gallucci, S; Lolkema, M; Matzinger, P (noviembre de 1999). "Adyuvantes naturales: activadores endógenos de células dendríticas". Medicina de la naturaleza . 5 (11): 1249–55. doi : 10.1038 / 15200 . PMID 10545990 . S2CID 29090284 .  
  6. ^ a b "Caracterización antigénica" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. 15 de octubre de 2019 . Consultado el 13 de octubre de 2020 .
  7. ^ Strebhardt, Klaus; Ullrich, Axel (junio de 2008). "Concepto de la bala mágica de Paul Ehrlich: 100 años de progreso". Nature Reviews Cancer . 8 (6): 473–80. doi : 10.1038 / nrc2394 . ISSN 1474-1768 . PMID 18469827 . S2CID 30063909 .   
  8. ^ Lindenmann, Jean (1984). "Origen de los términos 'Anticuerpo' y 'Antígeno ' ". Scand. J. Immunol . 19 (4): 281–85. doi : 10.1111 / j.1365-3083.1984.tb00931.x . PMID 6374880 . 
  9. ^ Doolan DL, Southwood S, Freilich DA, Sidney J, Graber NL, Shatney L, Bebris L, Florens L, Dobano C, Witney AA, Appella E, Hoffman SL, Yates JR, Carucci DJ, Sette A (agosto de 2003). "Identificación de antígenos de Plasmodium falciparum mediante análisis antigénico de datos genómicos y proteómicos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 100 (17): 9952–57. Código bibliográfico : 2003PNAS..100.9952D . doi : 10.1073 / pnas.1633254100 . PMC 187898 . PMID 12886016 .  
  10. ^ Parham, Peter. (2009). El sistema inmunológico , 3ª edición, pág. G: 2, Garland Science, Taylor y Francis Group, LLC.
  11. ^ Janeway CA, Jr (1 de noviembre de 2013). "Artículo de pilares: ¿acercarse a la asíntota? Evolución y revolución en inmunología. Cold spring harb symp quant biol. 1989. 54: 1-13". Revista de inmunología . 191 (9): 4475–87. PMID 24141854 . 
  12. ^ Gayed, PM (junio de 2011). "Hacia una síntesis moderna de la inmunidad: Charles A. Janeway Jr. y el pequeño secreto sucio del inmunólogo" . La Revista de Biología y Medicina de Yale . 84 (2): 131–38. ISSN 1551-4056 . PMC 3117407 . PMID 21698045 .   
  13. ^ Parham, Peter. (2009). El sistema inmunológico , 3ª edición, pág. G: 11, Garland Science, Taylor y Francis Group, LLC.
  14. ^ Inmunología de Kuby (6ª ed.). Macmillan. 2006. p. 77. ISBN 978-1-4292-0211-4.
  15. ^ a b c d e f g h i Schumacher, Ton N .; Schreiber, Robert D. (3 de abril de 2015). "Neoantígenos en inmunoterapia contra el cáncer" . Ciencia . 348 (6230): 69–74. Código Bibliográfico : 2015Sci ... 348 ... 69S . doi : 10.1126 / science.aaa4971 . PMID 25838375 . 
  16. ^ Wang, Qing .; Douglass, Jacqueline (16 de septiembre de 2019). "Detección directa y cuantificación de neoantígenos" . Cancer Immunol Res . 7 (11): 1748–54. doi : 10.1158 / 2326-6066.CIR-19-0107 . PMC 6825591 . PMID 31527070 .  
  17. ^ K. Abbas, Abul; Lichtman, Andrew; Pillai, Shiv (2018). Inmunología celular y molecular (Novena ed.). Filadelfia: Elsevier. pag. 97. ISBN 978-0-323-52324-0.