АНТИТІЛА 2 функції різних класів імуноглобулінів біотехнологія антитіл

АНТИТІЛА (2): функції різних класів імуноглобулінів, біотехнологія антитіл

Антитіла різних класів структурні особливості та функціональна спеціалізація

Антитіла різних класів

Pізні частини молекули антитіла мають різну спеціалізацію Зв'язування антигену (Ag Binding) Зв'язування комплементу Зв'язування з Fc рецепторами перенесення через плаценту

Fab-фрагмент антититіла з’вязує антиген Зв’язок забезпечують нековалентні взаємодії: l Водневі l Електростатичні l Гідрофобні l Ван-дер-Ваальсові

Антитіла поділяють на різні класи в залежності від типу їх важкого ланцюга l Ig. G - важкий ланцюг γ l Ig. M - важкий ланцюг µ l Ig. A - важкий ланцюг α l Ig. D - важкий ланцюг δ l Ig. E - важкий ланцюг ε

Певні класи імуноглобулінів поділяють на підкласи: l Підкласи Ig. G: – Ig. G 1 – важкий ланцюг γ 1 – Ig. G 2 - важкий ланцюг γ 2 – Ig. G 3 - важкий ланцюг γ 3 – Ig. G 4 - важкий ланцюг γ 4 l Підкласи Ig. A: – Ig. A 1 - важкий ланцюг α 1 – Ig. A 2 - важкий ланцюг α 2

Легкі ланцюги поділяються на два типи l каппа (κ) l лямбда (λ)

Ці типи теж мають підтипи: l легкі – λ 1 – λ 2 – λ 3 – λ 4 ланцюга лямбда:

З важким ланцюгом кожного типу можуть бути асоційовані як каппа, так і лямбда легкі ланцюги, але в структурі однієї молекули імуноглобуліну обидва важкі і обидва легкі ланцюги обов’язково мають бути однакові.

В номенклатурі імуноглобулінів позначають тип важкого і легкого ланцюга, наприклад: – Ig. M (каппа) – Ig. A 1(лямбда 2) тощо

Ефекторні функції імуноглобулінів залежать від типу важкого ланцюга l Отже, ефекторні функції різні у різних класів та підкласів антитіл

Fc-фрагмент імуноглобулінів формують лише важкі ланцюги, тому саме від них залежать ефекторні функції антитіл Ag Binding Зв'язування комплементу Зв'язування з Fc рецепторами перенесення через плаценту

Функції, що залежать від Fc-фрагменту антитіл 1. Підсилення фагоцитозу (опсонізація) 2. Активація комплементу 3. Антитіло-залежна клітинна цитотоксичність (АЗКЦ) 4. Видалення імунних комплексів (Fc і CR рецептори на еритроцити, тромбоцити) 5. Активація клітин (Рецептори В-лімфоцитів) 6. Інгібіція активації В-клітин (FcγII-рецептори на Вклітинах) 7. Дегрануляція тучних клітин

Комплемент Жюль Борде (1870 -1961)

Імунна Нормальна Імунна сироватка, прогріта до 64 С + нормальна сироватка Лізис + - - + аглютинація + - + +

Шляхи активації комплементу: - Класичний – в наслідок утворення комплексів антиген-антитіло; - Альтернативний – безпосередньо на бактерійних клітинних стінках; - Лектиновий – за допомогою лектинових PRR.

Ефекти комплементу: Опсонизація – стимуляція фагоцитозу мішеней, вкритих комплементом Стимуляція хемотаксису макрофагів - під дією анафілатоксинів (фрагментів білків комплементу С 3 а і С 5 а) Лізис клітин-мішеней шляхом утворення комплексу, що формує у мембрані пору.

С 1 q C 1 s C 1 r С 1 компонент комплементу

Перший білок у класичному шляху активації комплементу

Взаємодія С 1 q з імунними комплексами

Фіксація C 1 на Ig. G і Ig. M C 1 r C 1 s C 1 q

МАК (електронна мікрофотографія)

Антитіла різних класів

Імуноглобуліни Ig. M l Властивості – третє місце за кількістю в плазмі крові (після Ig. G i – – – Ig. A) Перший клас імуноглобулінів, що з'являється у новонароджених перша лінія захисту при первинному потраплянні антигену рецептор наївних В-клітин фіксують комплемент активують фагоцитоз

Ig. M l Особливості J ланцюг структури – Пентамер (19 S) – Додатковий константний домен (CH 4) – J ланцюг Cµ 4

Антитіла класу М

Трансмембранні форми антитіла – це рецептори В-клітин для розпізнавання антигенів

№ 1 № 3 № 2 № 5 № 4 Наївні лімфоцити № 7 № 6

Антигенний стимул № 1 № 3 № 2 № 5 № 4 № 7 № 6

Антигенний стимул № 1 № 3 № 2 активація № 5 № 4 № 7 № 6

Антигенний стимул № 1 № 3 № 2 № 5 № 4 № 2 № 7 № 6

Імуноглобуліни Ig. G l Структура Мономер (7 S) Ig. G 1, Ig. G 2 and Ig. G 4 Ig. G 3

Іммуноглобуліни Ig. G l Структура l Властивості – Найбільша концентрація в плазмі – Здатні до транспорту через плаценту – Фіксують (± Ig. G 4) комплемент – Підсилюють фагоцитоз (± Ig. G 2, Ig. G 4) – Обумовлюють антитілозалежну клітинну цитотоксиність (АЗКЦ) К-клітин

Просторова структура антитіла класу Ig. G

Підкласи антитіл класу G http: //www. whfreeman. com/college/pdfs/kuby 6 ech 04. pdf

Порівняння прояву ефекторних властивостей у різних класів антитіл

Імуноглобуліни Ig. A l Структура – В крові - мономерні – В секреціях (s. Ig. A) димерні (11 S) l містять J ланцюг l містять секреторний компонент (захищає від протеолізу) l Secretory Piece J Chain

Секреторний компонент, що входить до складу s. Ig. A, походить від частини поліімуноглобулінового рецептора епітеліоцитів

Природний шлях екзогенного потрапляння антигенів l Через слизові антигени потрапляють шляхом перенесення М-клітинами в результаті трансцитозу

Природний шлях виведення антигенів, що потрапили через М-клітини – виведення у складі імунних комплексів з Іg. A

Імуноглобуліни Ig. A Структура l Функції l – друге місце за вмістом в плазмі крові – перше місце за рівнем продукції – головні секреторні Ig (обумовлюють локальний імунітет слизових) l містяться майже у всіх секреціях –слині, сльозах, молоці і молозиві тощо) – не фіксує комплемент – не активує фагоцитоз (крім деяких випадків)

Ig. D l Структура – мономер – має додаткову хвостову ділянку (Tail piece) Tail Piece

Ig. D l Структура l Функції – четверте місце за рівнем в плазмі – рецептор наївних В-клітин – не фіксує комплемент

Імуноглобуліни Ig. E l Структура – Мономерні – мають додатковий константний домен (CH 4) Cε 4

Ig. E l Структура l Влативості – Зв'язуються з базофілами і тучними клітинами - обумовлюють алергічні реакції – звязуються з Fc рецептором еозінофілів – захищають від гельмінтів – не фіксують комплемент

Функція Ig. E антитіл, як рецепторів до антигену для тучних клітин і базофілів

Біосинтез антитіл

Етапи глікозилювання антитіл Сині- N-acetylglucosamine, рожеві- mannose, червоні – glucose, зелені- galactose, сірі - sialic acid, білі - fucose

Поліклональні антитіла

Therapeutic Antibodies Market Expected to Reach $120 Billion by 2020 The Florida campus of the Scripps Research Institute

Сфери застосування антитіл l. В діагностиці В ІФА наборах для виявлення антигенів Для імунотипування клітин (визначення груп крові, цитофлуориметрия, імуноцитохімія) Для серотипування клінічних ізолятів збудників

Сфери застосування антитіл l. В терапії Пасивна імунізація для захисту та терапії інфекційних хвороб Нейтралізація токсинів (антитоксини, антидоти) Імунотерапія пухлин Регуляція імунних реакцій

Джордж Кьохлер і Цезарь Мільштайн Нобелівська премія (1984 р) за розробку методу отримання гібридом і моноклональних антитіл

Схема отримання моноклональних антитіл

Гуманізовані антитіла

Різні варіанти гуманізації

Рекомбінантні антитіла

Ймовірність проходження різних фаз клінічних випробувань для антитіл різного походження

Класична терапія: Surgery, radiation, and chemotherapy l Імунотерапія: Monoclonal Antibodies, Vaccines (Gardasil, Cerevix) and Other Immunologic Cancer Treatments (Interleukins and Interferons) l Біотерапія: antisense oligonucleotides, apoptosis, or programmed cell death, protein and polypeptide growth factors, methylation p 53 tumor suppressor. proteins, ras proteins, regulatory enzymes and otherapies l

Biopharmaceutical l Any therapeutic biological compound, including recombinant proteins, monoclonal and polyclonal antibodies, antisense oligonucleotides, therapeutic genes, and recombinant and DNA vaccines.