HAPTENS: ISTORIC, FUNCȚII, CARACTERISTICI, RĂSPUNSURI IMUNE - BIOLOGIE - 2025

Un hapten este o moleculă non-proteică non-antigenică, cu o greutate moleculară mică, care este capabilă să provoace un răspuns imun numai atunci când se leagă de un „transportator sau purtător molecular” de proteine ​​sau carbohidrați. Trebuie menționat că mulți autori îl descriu ca un „antigen foarte mic”.

O moleculă antigenică sau antigen este definită în unele texte ca orice substanță capabilă să se lege cu un specific ridicat de un anticorp produs de o celulă B sau de un receptor de pe membrana unei celule T, care sunt limfocitele responsabile de imunitatea umorală și celulară. , respectiv.

Complex antigen-anticorp (Sursa: Alejandro Porto prin Wikimedia Commons)

Antigenii pot fi molecule de orice tip, precum proteine, metaboliți, zaharuri, lipide și derivații acestora, hormoni, medicamente, acizi nucleici etc.

Cu toate acestea, numai macromoleculele mari au proprietățile antigenice capabile să provoace răspunsurile limfocitelor necesare pentru producerea de anticorpi.

Orice substanță străină unui organism poate fi considerată un antigen, cu toate acestea, termenul „imunogen” este adesea folosit pentru a face referire la acei antigeni care de fapt declanșează un răspuns de celulele B producătoare de anticorpi.

Prin urmare, un hapten este un antigen neimunogen, care necesită asocierea sa cu o macromoleculă pentru a declanșa răspunsurile imune caracteristice unui imunogen.

Caracteristici

Întrucât sistemul imunitar este principala „armă” de apărare împotriva infecțiilor cu diferite tipuri de agenți patogeni și împotriva oricărui obiect sau substanță străină, printre multe altele, corpul unei ființe umane investește o mare cantitate de efort și energie în funcționarea sa .

Cu toate acestea, de-a lungul vieții sale, o persoană este expusă în mod regulat la ceea ce ar putea fi considerat ca mai multe antigene, pentru care sistemul imunitar are capacitatea de a „decide” la ce tip de molecule să răspundă și ce tip de molecule să ignore.

Unul dintre mecanismele pe care le utilizează sistemul imunitar pentru a decide dacă răspunde sau nu la un anumit antigen este dimensiunea acestuia. Astfel, așa cum s-a discutat mai sus, numai molecule „mari” cum ar fi proteine, fosfolipide, carbohidrați complecși și acizi nucleici funcționează ca imunogeni adevărați.

Haptens, deoarece sunt molecule foarte mici, cu excepția cazului în care sunt conjugate cu un tip de macromoleculă, nu au funcții imunogene. Cu toate acestea, savanții din ramura medicinei cunoscute sub numele de imunologie consideră haptenii drept „instrumente” imunologice.

Motivul afirmației de mai sus are legătură cu faptul că unii cercetători sunt dedicați sarcinii de a conjuga anumite haptene cu alte molecule mai mari, care funcționează în „transportul” lor și le fac imunogene, pentru a obține că individul produce anticorpi specifici împotriva unui anumit hapten.

Molecula rezultată din unirea dintre o moleculă de hapten și un purtător este cunoscută sub numele de „sistem” sau „complex de purtător de hapten”, iar indivizii expuși la acest sistem (cu adevărat imunogenic) produc anticorpi cu capacitatea de a se lega în mod specific de aceste molecule în Liber de la.

Utilitate practică

Așadar, una dintre principalele funcții ale sistemelor purtătoare de hapten este stimularea producției de anticorpi, care sunt adesea folosiți în dezvoltarea diferitelor teste analitice, deci sunt utile din punct de vedere al cercetării și diagnosticului. .

Un animal experimental expus la un hapten cuplat cu o proteină, de exemplu, va produce anticorpi împotriva haptenului, împotriva epitopilor sau a factorilor determinanți antigenici ai moleculei purtătoare și împotriva siturilor formate la joncțiunea dintre hapten și transportatorul acesteia.

Această proprietate a sistemului de transport al haptenului sau transportatorului este utilă pentru studierea efectelor imunologice ale micilor variații ale structurii unui antigen asupra specificității răspunsului imun.

caracteristici

Haptensii se caracterizează în principal prin mărimea lor și prin faptul că sunt, în general, molecule organice neproteice. Iată o listă scurtă a principalelor caracteristici ale acestor molecule:

- Compuși chimici cu greutate moleculară mică (mai puțin de 5 kDa). Ele pot fi chiar grupuri funcționale foarte mici.

Complexul purtător de haptene. Haptenul din această imagine este un grup dinitrofenil (Sursa: MantOs prin Wikimedia Commons)

- Sunt molecule cu specific antigenic, dar fără putere imunogenă sau, ceea ce este același, nu declanșează producerea de anticorpi, dar pot fi recunoscute în mod specific de aceștia în organismele imunizate cu complexe purtătoare de hapten.

- Numai atașați la o moleculă „transportator” sau „transportator” (din engleză Carrier), aceștia dobândesc imunogenitate ca antigeni, deoarece sunt recunoscuți de sistemul imunitar.

- Sunt univalenți din punct de vedere antigenic, adică numărul de determinanți antigenici funcționali pe care îi au haptenii, capabili să lege un anticorp, este doar unul (spre deosebire de un antigen natural, care este polivalent).

Răspunsuri imune asociate cu haptens și un pic de istoric

O mare parte din cunoștințele actuale cu privire la procesul de prezentare a antigenelor de către limfocitele B, precum și rolul acestor celule în dezvoltarea răspunsurilor imune umorale, derivă din diferite studii în care răspunsul la anticorp într-un organism imunizat a vrut să fie observat. cu un complex transportator de hapten.

Karl Landsteiner, între 1920 și 1930, și-a dedicat cercetarea creării unui sistem definit chimic pentru studierea legării anticorpilor individuali, folosind, pentru aceasta, animale imunizate cu conjugați purtători de hapten și comparând serurile lor cu cele ale altor animale. imunizate cu haptene similare cuplate la molecule diferite.

Experimentele sale comparative au avut ca scop determinarea dacă au existat reacții încrucișate (că același anticorp recunoaște mai mult de un antigen) între anticorpii produși ca răspuns la diferite complexe purtătoare de hapten, cu ajutorul cărora a fost capabil să analizeze ce modificări au împiedicat sau au permis aceste reacții.

Lucrarea Landsteiner a reușit să scoată în evidență specificul sistemului imunitar pentru variații structurale mici în determinanții imunogenici ai antigenelor, precum și marea diversitate de epitopuri pe care acest sistem le are capacitatea de a le recunoaște.

Caracteristicile răspunsurilor induse de complexele purtătoare de hapten

Din studiile făcute de Landsteiner și de alți cercetători din zonă, unele caracteristici particulare ale răspunsurilor imune induse de imunizarea cu complexe proteice purtătoare de hapten ar putea fi recunoscute.

- Răspunsurile imune necesită participarea limfocitelor B specifice pentru fiecare hapten și a limfocitelor T ajutatoare specifice pentru porțiunea proteică a transportorului.

- Elicitarea unui răspuns este posibilă numai atunci când haptenul este legat fizic de proteina sa purtătoare.

- Interacția anticorp-antigen este restricționată de moleculele din sistemul complex de histocompatibilitate majoră din clasa II.

Mai târziu, în istoria imunologiei s-a recunoscut că aceste caracteristici sunt, de asemenea, caracteristice răspunsurilor anticorpilor la orice antigen proteic.

Referințe

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Cartea electronică a imunologiei celulare și moleculare. Științele sănătății Elsevier
2. Actor, JK (2019). Imunologie introductivă, a 2-a: concepte de bază pentru aplicații interdisciplinare. Presă academică.
3. Kennedy, M. (2011). Imunologie pentru manechine - o revizuire nedureroasă a conceptelor de bază (Proceduri).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Principiile biochimiei Lehninger. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Imunologie Kuby (p. 692). New York: WH Freeman.