ANTICORPOS: ESTRUTURA E FUNÇÃO UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Departamento de Microbiologia e Imunologia ANTICORPOS: ESTRUTURA E FUNÇÃO Profs. Paulo M. F. Araújo e Márcio Lorencini

1. CARACTERÍSTICAS GERAIS Também são conhecidos como imunoglobulinas Glicoproteínas Específicos Produzidos por linfócitos B (ou plasmócitos) Caracterizam a chamada resposta imune adaptativa humoral

2. DISTRIBUIÇÃO Proteínas integrais de membrana – superfície de linfócitos B Forma secretada livre – plasma, secreção de mucosas e no fluído intersticial Forma secretada ligada a receptores específicos – na superfície de algumas células imunes efetoras, como fagócitos mononucleares, células NK e mastócitos

3. FUNÇÕES GERAIS Neutralização Opsonização Receptores de membrana de linfócitos B (BCR) Neutralização Opsonização Ativação do sistema complemento Ativação de células efetoras

Gerald Maurice Edelman 4. ESTRUTURA MOLECULAR Descrita inicialmente em 1959 Prêmio Nobel em Imunologia em 1972 Gerald Maurice Edelman Rodney Robert Porter

2 cadeias leves (de aproximadamente 24 KDa) –  ou  2 cadeias pesadas (de aproximadamente 50 KDa) – , , ,  ou  2 cadeias leves (de aproximadamente 24 KDa) –  ou  Pontes dissulfeto e interações não covalentes Carboidratos Adaptado de HARLOW & LANE (1988)

Domínios – estruturas globulares de aproximadamente 110 aminoácidos com duas folhas -pregueadas

– variável – constante – dobradiça Regiões da molécula: Adaptado de SHARON (2000)

Região variável – determina a especificidade do anticorpo, pois, é responsável pela ligação com o antígeno - contêm regiões de hipervariabilidade ou de complementariedade Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

DIFERENTES CLASSES OU ISOTIPOS DE IMUNOGLOBULINAS Região constante (cadeia Pesada) – está associada com a função efetora dos anticorpos DIFERENTES CLASSES OU ISOTIPOS DE IMUNOGLOBULINAS

Região da dobradiça – flexibilidade Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

5. ISOTIPOS – possui cadeia pesada  (4 domínios IgA (IgA 1 ou IgA 2): – possui cadeia pesada  (4 domínios e região da dobradiça) – dímeros ou trímeros (unidos por cadeia J) – predominante nas mucosas – presente no leite materno

– possui cadeia pesada  (4 domínios e região da dobradiça) IgD: – possui cadeia pesada  (4 domínios e região da dobradiça) – monômeros – na superfície de linfócitos B – não é secretada IgE: – possui cadeia pesada  (5 domínios sem – pouco encontrada no soro – parasitoses e reações alérgicas

– possui cadeia pesada  (4 domínios e região da dobradiça) IgG (IgG 1, IgG 2, IgG 3 e IgG 4): – possui cadeia pesada  (4 domínios e região da dobradiça) – monômeros – predominante no soro (resposta secundária) – ativa complemento e atravessa a placenta IgM: – possui cadeia pesada  (5 domínios sem – pentâmeros ou hexâmeros (unidos por cadeia J) – 10% no soro (resposta primária) – ativa complemento

6. MONTAGEM DE MOLÉCULAS Produção de cadeias – ribossomos aderidos à membrana do retículo endoplasmático rugoso Junção de cadeias e glicosilações – interior do retículo endoplasmático rugoso Montagem de moléculas e modificações nos carboidratos – complexo de Golgi Transporte até a membrana plasmática – vesículas Ancoragem na membrana ou secreção

7. MUDANÇA DE ISOTIPO Isotipos produzidos inicialmente – IgD e IgM A célula B tem potencial para produzir qualquer um dos isotipos. (existe um processo de seleção) Isotipos produzidos inicialmente – IgD e IgM Mudança após ativação da célula B (contato com antígeno específico) e recepção de sinais de outras células (como citocinas) Troca de porção constante da cadeia pesada Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

Resposta humoral

8. DIVERSIDADE Uma vez que os anticorpos são específicos, como é possível produzir uma quantidade tão grande de moléculas distintas, compatível com a imensa diversidade de antígenos aos quais somos expostos? ?

TEORIA DA RECOMBINAÇÃO GENÉTICA Descrita inicialmente em 1978 Prêmio Nobel em Imunologia em 1987 Susumu Tonegawa

– região variável  V, D e J – região constante  C Cadeias pesadas: – 1 só locus – região variável  V, D e J – região constante  C Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

– 1 locus para cada tipo de cadeia ( ou ) – região variável  V e J Cadeias leves: – 1 locus para cada tipo de cadeia ( ou ) – região variável  V e J – região constante  C Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

– agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável Mecanismo de recombinação genética: – agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável Adaptado de SHARON (2000)

– exclusão de DNA entre os segmentos gênicos combinados Adaptado de SHARON (2000) – inserção de novos nucleotídeos Adaptado de SHARON (2000)

Sequência de recombinações genéticas: Adaptado de SHARON (2000)

– hipermutação somática Maturação da resposta imune: – hipermutação somática – mudança de isotipo Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003) Adaptado de SHARON (2000)

1011 a 1018 moléculas de anticorpos distintos Mecanismos de geração de diversidade: – agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável – inserção de nucleotídeos na junção de 2 segmentos – hipermutação somática – agrupamento de cadeias leves e pesadas recombinadas independentemente Cada célula B só produz um anticorpo específico

Adaptado de SHARON (2000)

Respostas humorais quase sempre são policlonais ANTICORPOS MONOCLONAIS Baseados em sua especificidade, pesquisadores desenvolveram técnicas para isolar anticorpos específicos e utilizá-los como ferramentas de diagnóstico e terapia. ANTICORPOS MONOCLONAIS

ANTICORPOS MONOCLONAIS Desenvolvidos inicialmente em 1975 Prêmio Nobel em Imunologia em 1984 Cesar Milstein Georges J. F. Köhler

Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

9. INTERAÇÃO ANTÍGENO-ANTICORPO Ligações não-covalentes – forças eletrostáticas, pontes de hidrogênio, forças de van der Waals e interações hidrofóbicas Afinidade – pode ser medida por uma constante de dissociação (Kd) Avidez – depende da valência da interação Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

– Lupus eritematoso sistêmico 10. IMPORTÂNCIA CLÍNICA Ferramentas de imunodiagnósticos – utilização em testes laboratoriais Análise do grau de infecção no soro – respostas primárias ou secundárias Marcadores de doenças: – Lupus eritematoso sistêmico – Outras doenças autoimunes Doenças relacionadas à falhas na função dos linfócitos B: – Agamaglobulinemia ligada ao X

11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABBAS, A. K. & LICHTMAN, A. H. (2003) Celular and Molecular Immunology. 5th Edition, W. B. Saunders Company. HARLOW, E. & LANE, D. (1988) Antibodies, a Laboratory Manual. 1st Edition, Cold Spring Harbor Laboratory. SHARON, J. (1998) Imunologia Básica. 1ª Edição, Guanabara Koogan. STITES, D. P.; TERR, A. I. & PARSLOW, T. G. (2000) Imunologia Médica. 9ª Edição, Guanabara Koogan.