Антитела ( Ат ).

Опухольассоциированные антигены

Опухольассоциированные антигеныи классифицируют по локализации и генезу.

По местонахождению различают сывороточные, секретируемые опухолевыми клетками в межклеточную среду, и мембранные. Последние получили название опухолеспецифических трансплантационных антигенов, или TSTA(аббр. от англ. Tumor-specific transplantation antigen).

В зависимости от природы выделяют вирусные, эмбриональные, нормальные гиперэкспрессируемые и мутантные антигены, ассоциируемые с опухолями.

Вирусные опухольассоциированные антигены, по сути, являются белками онковирусов.

Эмбриональные антигены в норме синтезируются в зародышевом периоде. Это , например, альфа-фетопротеин, нормальный протеин тестикул, - маркер нормальных семенников, а также меланомы, рака молочной железы и пр.; хорионический гонадотропин – в норме синтезируется в плаценте, а также при хориокарциноме и других опухолях.

Из мутантных белков следует отметить характерный для многих опухолей протеин Ras – ГТФ(гуанозинтрифосфат)-связывающий белок, участвующий в трансмембранном проведении сигнала. Маркерами рака молочной и поджелудочной желез, карцином кишечника являются модифицированные муцины (MUC1,2 и др.).

Из общих свойств опухольассоциированных антигенов необходимо отметить, что в большинстве своем они представляют собой продукты экспрессии генов, в норме включаемых только в эмбриональном периоде. Они являются слабыми иммуногенами, хотя в отдельных случаях могут индуцировать реакцию цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров) и распознаваться в составе молекул МНС (HLA) I класса. Направленные против опухольассоциированных антигенов специфические антитела, в сущности, не угнетают рост опухолей, а, наоборот, вызывают иммунодепрессию.

Антитела ( Ат ) — эффекторные молекулы гуморального иммунитета. Синтез антител запускают Аг, поступающие в организм извне (при инфекциях, вакцинации, действии ксенобиотиков) или образующиеся эндогенно. Как правило, AT специфически взаимодействует с комплементарным Аг. Существуют, однако, антитела, взаимодействующие с Аг-детерминантами, общими для различных Аг. Такие антитела известны как перекрёстнореагирующие, или гетероспецифичные.

Антитела существуют в миллионах разновидностей, и каждая молекула имеет уникальный участок связывания Аг-детерминанты. В большинстве случаев антитела представлены сывороточными гликопротеинами, мигрирующими в составе медленной фракции гамма-глобулинов при электрофорезе белков сыворотки крови. Поэтому для обозначения сывороточной фракции AT иногда применяют термин «гамма-глобулины».

Антитела также называют «иммуноглобулины». Антитела ( Ат ) образуют одну из основных фракций белков крови, составляя 20% массы общего белка плазмы. AT устойчивы к действию слабых кислот и щелочей, а также к нагреванию до 60 °С. Структурная единица AT — мономер — молекула цилиндрической формы, состоящая из двух идентичных тяжёлых Н-цепей [от англ. heavy, тяжёлый и двух идентичных лёгких L-цепей [от англ. light лёгкий]. Тяжёлые и лёгкие цепи Ig состоят из аминокислотных остатков и соединены дисульфидными (-S-S-) связями. В цепях различают вариабельную область, или V-область [от англ. various, разный], и константную область, или С-область [от англ. constant, постоянный]. V-область у разных AT варьирует. V-области L- и Н-цепей образуют Аг-связывающий центр (активный центр AT, паратоп), или Fab-фрагмент [от англ. fragment фрагмент, + antigen binding, связывающий Аг]. Константная область молекулы называется Fc-фрагмент [от англ. fragment crystallizable, фрагмент кристализации].

В месте соединения Fab- и Fc-фрагментов расположена шарнирная область, позволяющая Аг-связывающим фрагментам разворачиваться для более тесного контакта с Аг.

Область молекулы антител (Fab) определяет антигенную специфичность, а Fc осуществляет эффекторные функции.

Fab-фрагменты антитела взаимодействуют с антигенными детерминантами. Аг-связывающий центр комплементарен эпитопу Аг (принцип ключ-замок). Связывание Аг с AT нековалентно и обратимо. Аффинность (сродство) Аг к антителу определяется физико-химическими свойствами взаимодействующих молекул и соотношением концентраций связанных и свободных Аг и антител. На сродство влияют пространственное соответствие взаимодействующих участков молекул, электростатические, гидрофобные взаимодействия и силы Ван дер Ваальса.

Авидность — интегральная характеристика силы связи между Аг и AT, учитывающая взаимодействие всех активных центров с эпитопами Аг.

Валентность антитела — число активных (Аг-связывающих) центров антитела. Молекула полного Ig как минимум двухвалентна. Такие антитела известны как полные антитела; мономеры с меньшей валентностью — неполные антитела.

Полные антитела (в частности, IgM, IgG) вызывают агрегацию Аг, видимую невооружённым глазом (например, РА бактерий).

Неполные антитела содержат один Аг-связывающий центр и, поэтому, одновалентны (например, антитела, вырабатываемые при бруцеллёзе). Второй Аг-связывающий центр у подобных Ig экранирован различными структурами либо обладает низкой авидностью.

Неполные антитела функционально дефектны, так как не способны агрегировать Аг. Неполные AT могут связывать эпитопы Аг, препятствуя контакту с ними полных антител; поэтому их также называют блокирующими антителами.

Fc-фрагмент антитела

Константные участки тяжёлых цепей определяют характер взаимодействий антитела с клетками и молекулами иммунной системы, в частности специфичность связывания молекулы Ig с клетками-эффекторами (например, фагоцитами, тучными клетками), несущими на своей поверхности рецепторы к Fc-фрагменту.

Fc-фрагмент определяет также эффекторные функции антитела (например, активацию комплемента). Для реализации этих свойств сразу после связывания Аг Fab-фрагментами происходят конформационные изменения структуры Fc-фрагментов. Пространственно изменённые Fc-фрагменты распознают фагоциты, именно они способствуют фиксации С1а-компонента комплемента и запуску комплементарного каскада по классическому пути. В противном случае ни клетки, ни эффекторные молекулы были бы не в состоянии отличить интактные AT или антитела, связавшие Аг.

Взаимодействие антител с антигеном включает специфическую и неспецифическую фазы.

• Специфическая фаза протекает быстро и представляет специфическое взаимодействие активного центра с Аг.

• Неспецифическая фаза протекает медленнее, зависит от присутствия электролитов и свойств Аг. Корпускулярные Аг агрегируются в крупнодисперсные конгломераты и выпадают в осадок (феномен агглютинации).

Растворимые Аг образуют мелкодисперсные конгломераты (феномен преципитации), проявляющиеся помутнением раствора или образованием колец преципитации либо зон преципитации в гелях.

Константные участки лёгких цепей бывают двух типов — каппа (к) и ламбда; константные участи тяжёлых цепей представлены пятью основными формами — мю (р), гамма (у), дельта (8), альфа (а) и эпсилон (е). Каждая из них ассоциирована с отдельным классом Ig. Выделяют 5 классов AT: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM .

Молекулы IgG, IgD и IgE представлены мономерами, IgM — пентамерами; молекулы IgA в сыворотке крови — мономеры, а в экскретируемых жидкостях (слёзная жидкость, слюна, секреты слизистых оболочек) — димеры.

IgM синтезируются при первичном попадании Аг в организм. Пик образования приходится на 4-5-е сутки с последующим снижением титра. Образование IgM к некоторым Аг (например, жгутиковым Аг бактерий) осуществляется постоянно. К IgM относят значительную часть AT, вырабатывающихся к Аг грамотрицательных бактерий.

Наличие IgM к Аг конкретного возбудителя указывает на острый инфекционный процесс.

Молекула IgM — пентамер; пять субъединиц соединены J-цепью [от англ. joining, связывающий], в результате чего молекула IgM приобретает 10 Аг-связывающих участков.

Молекулы IgM опсонизируют, агглютинируют, преципитируют и лизируют содержащие Аг структуры, а также активируют систему комплемента по классическому пути (для комплементзависимого лизиса бактерии достаточно одной молекулы IgM).

Иммуноглобулин G ( IgG ) — основной класс AT (до 75% всех Ig), защищающий организм от бактерий, вирусов и токсинов. После первичного контакта с Аг синтез IgM обычно сменяется образованием IgG.

Максимальные титры IgG при первичном ответе наблюдают на 6-8-е сутки. Обнаружение высоких титров IgG к Аг конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценции или конкретное заболевание перенесено недавно. В особо больших количествах IgG синтезируется при вторичном ответе.

IgG представлены 4 подклассами: IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4; их относительное содержание (в %) составляет соответственно 66-70, 23, 7-8 и 2-4. IgG непосредственно участвуют в реакциях иммунного цитолиза, реакциях нейтрализации, а также усиливают фагоцитоз, действуя как опсонины и связывая рецепторы Fc-фрагмента в мембране фагоцитирующих клеток (в результате этого фагоциты эффективнее поглощают и лизируют микроорганизмы).

Только IgG способны проникать через плаценту, что обеспечивает формирование у плода пассивного иммунитета.

Иммуноглобулины А ( IgA ) циркулируют в сыворотке крови (составляет 15-20% от всех Ig), а также секретируются на поверхность эпителия. Присутствуют в слюне, слёзной жидкости, молоке и на поверхности слизистых оболочек.

AT класса IgА усиливают защитные свойства слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательных, половых и мочевыделительных путей. В сыворотке крови IgA циркулируют в виде двухвалентных мономеров; в секретируемых жидкостях преобладают четырёхвалентные димеры, содержащие одну J-цепь и дополнительную полипептидную молекулу (синтезируемый эпителиальными клетками секреторный компонент).

Эта молекула присоединяется к мономерам IgA в ходе их транспорта через эпителиальные клетки на поверхность слизистых оболочек. Секреторный компонент участвует не только в связывании молекул IgA, но обеспечивает их внутриклеточный транспорт и выделение на поверхность слизистых, а также защищает IgA от переваривания протеолитическими ферментами .

Молекулы IgA участвуют в реакциях нейтрализации и агглютинации возбудителей. Кроме того, после образования комплекса Аг-АТ они участвуют в активации комплемента по альтернативному пути.

Иммуноглобулин Е ( IgE ) специфически взаимодействуют с тучными клетками и базофильными лейкоцитами, содержащими многочисленные гранулы с БАВ. Их выделение из клетки (дегрануляция) вызывает резкое расширение просвета венул и увеличение проницаемости их стенки. Подобную картину можно наблюдать при аллергических реакциях (например, бронхиальной астме, аллергическом рините, крапивнице).

Аг-связывающие Fab-фрагменты молекулы IgE специфически взаимодействуют с Аг, попавшим в организм. Сформированный иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc-фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это взаимодействие и является сигналом для дегрануляции с высвобождением гистамина и других БАВ и развёртыванием острой аллергической реакции.

Защитные свойства IgE направлены преимущественно против гельминтов (нематод). Синтез IgE увеличивается при паразитарных инвазиях, IgE-моноклональной миеломе, а также первичных иммунодефицитах (атаксия-телеангиэктазия, синдромы Вискотта-Олдрича, Незелбфа, Ди Джорджи).