Estudios de los Isotipos Humanos de Inmunoglobulinas

Universidad Tecnológica de Santiago

UTESA

Trabajo presentado a:

Dra. Mirtha Villar

Como requisito de la asignatura:

Inmunología y Alergia

Presentado por:

Ángela Nicasio – 1-07-2757

Versania Rojas --1-10-0211

Angela Grullon --2-09-0400

(AVA) # 1

Grupo:

002

Tema:

Estudios de los Isotipos Humanos de Inmunoglobulinas

Santiago, Rep. Dom. Lunes 1 de julio del año 2013

“LOS IDIOTIPOS Y DETERMINANTES IDIOTIPICOS”

Se definen como el conjunto de variantes antigénicas de cada anticuerpo de un mismo individuo, debido a las consecuencias de aminoácidos de las porciones VH y VL. Cada una de las determinantes características de un anticuerpo concreto se denomina idiotopo. El conjunto de los idiotopos es lo que define a cada idiotipo. El idiotopo coincide o no con un paratopo.

Obviamente, los Ac producidos por un determinado clon de linfocitos B y las células plasmáticas derivadas de ellos llevan el mismo idiotipo. 

Normalmente, los distintos clones de linfocitos B producen idiotipos distintos entre si, no son compartidos entre ellos, son los que se llaman idiotipos privados.

Los idiotipos Públicos o de reacción cruzada: Se debe a que distintos clones de linfocitos B de un mismo individuo o de la misma raza pura puedan usar la misma región génica variable de la línea germinal para construir sus porciones variables.   

“ESTUDIO DE LOS ISOTIPOS HUMANOS DE INMUNOBLOGULINAS” 

En el estudio de la estructuras y paneles biológicos de los distintos isotipos clase de inmunoglobulinas de la especie humana.

Inmunoblogulina g (igG): Es el isotipo más abundante en suero de 8-16mg/ml, constituyendo el 80% de las Ig totales.

·  Existen 4 subclases en humanos, que se diferencian estructuralmente entre si por el tamaño de la región bisagra y el numero de puentes disulfuro entre las cadenas pesadas.

ALGUNOS DATOS SOBRE LAS SUBCLASES DE IgG

Subclase de IgG	n. de puentes S-S	Concentración en suero en mg/ml	Opsoninas	Activación del complemento
IgG1	2	9	+ + +	+ +
IgG2	4	3	+ / -	+
IgG3	11	1	+ + +	+ + +
IgG4	4	0.5	-	-

Estos comparten el 90-95% de sus secuencias, nos indican además que han divergido hace poco tiempo en la escala evolutiva a partir de un gen ancestral común.

* Las IgG poseen gran capacidad de desarrollar elevada afinidad de unión al antígeno.

* Son las mayoritarias durante la respuesta secundarias.

* Difunden más fácilmente que los demás isotipos al espacio extravascular hasta el 50% de las IgG y se encuentran en los fluidos titulares, son las principales responsables de neutralizar toxinas bacterianas.

* Las IgG1 e IgG3 funcionan muy bien como opsoninas: se unen a receptores apara Fc de la superficie de las células fagocíticas sobre todo macrófagos. 

* La IgG3 > IgG1>IgG2: activan  el complemento por la ruta clásica: en el dominio Cy 2 de dos moléculas de IgG se une al componente C1q del complemento para iniciar la activación de este.

* Las IgG del calostro de la madre es absorbida por el recién nacido desde la luz intestinal hasta la sangre. Esto se debe a que las crías poseen unos receptores únicos en sus células del epitelio intestinal, que reconocen la Fc de la IgG, y la transportan a la circulación sanguínea, lo cual confiere inmunidad pasiva durante las primeras semanas de vida.

Idiotipos y determinantes idiotípicos

Se define como idiotipo el conjunto de variantes antigénicas características de cada anticuerpo de un mismo individuo, debidas a las secuencias de aminoácidos de las porciones V_H y V_L. A su vez, cada uno de los determinantes características de un anticuerpo concreto se denomina idiotopo. El conjunto de los idiotopos es lo que define a cada idiotipo. El idiotopo puede coincidir o no con un paratopo (con un sitio de unión a un epitopo).

Los Ac producidos por un determinado clon de linfocitos B y las células plasmáticas derivadas de ellos llevan el mismo idiotipo.

Los distintos clones de linfocitos B producen idiotipos distintos entre sí, no compartidos entre ellos, a los que se llama idiotipos privados.

Pero también puede ocurrir que determinados determinantes idiotípicos sean comunes a dos o más clones, por lo que en este caso se habla de idiotipos públicos o de reacción cruzada. Ello se debe a que distintos clones de linfocitos B de un mismo individuo (o de la misma raza pura) pueden usar la misma región génica variable de la línea germinal para construir sus porciones variables.

¿Cómo detectar los idiotipos?

 En el caso de animales de laboratorio, se usan razas singénicas (para minimizar diferencias iso- y alotípicas). Se inyectan anticuerpos monoclonales o anticuerpos de mieloma en un animal singénico; pasado un tiempo, de éste se recuperan anticuerposanti-idiotípicos.

Durante una respuesta inmune normal se producen anticuerpos anti-autoidiotípicos, que como veremos en el capítulo sobre regulación (tema 15), tienen un papel importante en el control de la respuesta inmune.

ESTUDIO DE LOS ISOTIPOS HUMANOS DE INMUNOGLOBULINAS

Papeles biológicos de los distitintos isotipos de inmunoglobulinas de la especie humana.

Inmunoglobulina G (IgG)

	·         Es el isotipo más abundante en suero (8-16 mg/ml), constituyendo el 80% de las Ig totales.
	·         Existen cuatro subclases en humanos, que se diferencian estructuralmente entre sí por el tamaño de la región bisagra y el número de puentes disulfuro entre las cadenas pesadas.

Algunos datos sobre las subclases de IgG

Subclase de IgG	nº de puentes S-S	concentración en suero (en mg/ml)	opsoninas	Activación del complemento
IgG1	2	9	+++	++
IgG2	4	3	+/-	+
IgG3	11	1	+++	+++
IgG4	4	0.5	-	-

	·         Estas distintas subclases se deben a que en la línea germinal existen cuatro genes Cg , si bien éstos comparten 90-95% de sus secuencias. Ello nos indica, además, que han divergido hace poco tiempo en la escala evolutiva a partir de un gen ancestral común.
	·         Las IgG poseen gran capacidad de desarrollar elevada afinidad de unión al antígeno.
	·         Son las mayoritarias durante la respuesta secundaria.
	·         Difunden más fácilmente que los demás isotipos al espacio extravascular (hasta el 50% de las IgG se encuentran en los fluidos tisulares), donde son las principales responsables de neutralizar toxinas bacterianas (de hecho, son las únicas que funcionan como antitoxinas).
	·         Las IgG1 e IgG3 funcionan muy bien como opsoninas: se unen a receptores para Fc de la superficie de células fagocíticas (sobre todo macrófagos), ayudándolas a fagocitar y destruir el microorganismo.
	·         La IgG3 > IgG1 > IgG2 activan el complemento por la ruta clásica: el dominio Cg 2 de dos moléculas de IgG se une al componente C1q del complemento, para iniciar la activación de éste.
	·         En humanos la IgG1, IgG3 e IgG4 cruzan fácilmente la placenta.
	·         En otras especies no humanas (como en el cerdo), las IgG del calostro de la madre es absorbida por el recién nacido desde la luz intestinal hasta la sangre. Ello se debe a que las crías poseen unos receptores únicos en sus células del epitelio intestinal, que reconocen la Fc de la IgG, y la transportan a circulación sanguínea, lo cual confiere inmunidad pasiva durante las primeras semanas de vida.

Inmunoglobulina A (IgA)

En humanos existen dos subclases: IgA1 e IgA2. En el suero predomina la subclase IgA1, constituyendo del 10 al 15% de las Ig totales (1.4-4 mg/ml), y allí aparece como monómeros (sin embargo, en otros animales, la IgA suele ser dimérica.

Pero en las secreciones seromucosas es muy abundante la IgA2, que aparece como dímero.

Para dar una idea de la abundancia de la IgA de las seromucosas, bastará decir que cada día se secretan unos 40 mg/Kg de peso corporal, frente a los 30 mg/Kg de IgG.

Las secreciones donde aparece la IgA secretoria (sIgA) son:

	·         saliva
	·         lágrimas
	·         fluido nasal
	·         tracto bronquial
	·         tracto genitourinario
	·         tracto digestivo
	·         leche materna y calostro

La estructura de las IgA dimérica consta de dos monómeros de IgA2 unidos "cola con cola" por medio de un péptido conocido como pieza de unión (J), y recubiertos por la llamada pieza secretora.

Cada monómero presenta una cola adicional con 18 aminoácidos. La cola de cada monómero se une por un puente disulfuro a la pieza J. Esta pieza J es un polipéptido de 15 kDa sintetizado en la misma célula plasmática que está produciendo la IgA2. Dicha célula plasmática termina secretando el complejo de las dos unidades de IgA unidas cola con cola por la pieza J.

El complejo {IgA-J-IgA} es entonces reconocido por el llamado receptor de poli-Ig, situado en la membrana basal de las células epiteliales. Este receptor de poli Ig pertenece a la superfamilia de las inmunoglobulinas, y está constituido por 5 dominios típicos de Ig, y anclado a la membrana basal epitelial. Parece que reconoce a la pieza J ya engarzada a los dos monómeros de IgA.

El receptor de poli-Ig se une entonces a cada monómero de IgA, probablemente formando puentes disulfuro con los respectivos dominios Ca 2, con lo cual comienza un fenómeno de endocitosis mediada por receptor: se forma una vesícula membranosa recubierta de clatrina, en cuyo interior se encuentra el complejo {IgA-J-IgA} unido a su vez al receptor de poli-Ig. Esta vesícula intracitoplásmica viaja por el citoplasma, desde el extremo basal hasta el apical, y termina fusionándose con la membrana que da a la luz del conducto.

Entonces el receptor de poli-Ig se rompe a nivel del tramo que hay entre el último de sus dominios Ig y la membrana, con lo que queda libre la forma madura de la IgA secretada: un complejo de dos monómeros de IgA unidos por la pieza J, y todo ello recubierto del componente secretor, que como se ve, no es más que la porción mayor escindida del receptor de poli-Ig.

La pieza secretoria recubre buena parte de los dos monómeros de IgA, enmascarando sus respectivas regiones bisagra. Ello hace que la sIgA esté mejor protegida contra las proteasas, lo que se manifiesta en que posea una alta vida media en el entorno del conducto al que ha sido secretada. Además, la IgA2 es intrínsecamente más resistente que otras inmunoglobulinas al ataque de las proteasas bacterianas.

La sIgA cumple una misión importantísima en la protección del organismo frente a la entrada de numerosos agentes patógenos:

	·         Al tener tetravalencia, es capaz de unirse a epitopos repetitivos de la superficie de virus y bacterias, inhibiendo la colonización por estos de las mucosas.
	·         Parece que el componente secretor también tiene el efecto de evitar la adherencia de los microorganismos al epitelio (a esto se le ha llegado a llamar efecto Teflón™.
	·         Los complejos de IgA y antígeno son atrapados eficazmente en el fluido mucoso del epitelio, y eliminados por el movimiento ciliar del tracto respiratorio o por el peristaltismo del intestino.

Inmunoglobulina M (IgM)

	·         Supone del 5 al 10% de las Ig séricas (1.5 mg/ml de media).
	·         Se secreta como pentámeros, con las Fc hacia adentro y los brazos Fab hacia afuera.
	·         Cada monómero lleva un dominio constante adicional (el Cm 2). Las unidades del pentámero están unidas entre sí por puentes disulfuro entre dominios Cm 3 adyacentes y entre Cm 4 adyacentes, exceptuando dos de las 5 unidades, que usan unión mediante una pieza J similar a la ya vista para la IgA.
	·         Es la primera inmunoglobulina que sintetiza el neonato por sí mismo, y también es la primera en aparecer durante la respuesta primaria.
	·         Al ser un pentámero, tiene una gran valencia teórica (10), pero dicha valencia sólo se usa al máximo con pequeños haptenos. En el caso de haptenos o epitopos mayores sólo llega a usar 5 de esas valencias, debido a impedimentos estéricos.
	·         El tener gran valencia significa que posee una mayor capacidad que otras Ig para unirse a antígenos particulados multidimensionales: (p. ej., partículas de virus, eritrocitos de otro individuo), entrecruzándolos y provocando aglutinación, por lo que las IgM son típicas aglutininas (son de 100 a 1.000 veces más eficaces que las IgG en este papel).
	·         Al unirse a este tipo de Ag particulados con epitopos repetitivos cambia de conformación: pasa de su configuración plana (forma de estrella) a una en forma de grapa o de cangrejo. Ello parece que a su vez sirve para que se pueda activar eficazmente el complemento por la ruta clásica.
	·         Fijan y activan muy bien el complemento (debido a que para activar el componente C1q se requieren dos moléculas de inmunoglobulinas cercanas, cosa que la pentamérica IgM logra "por definición"). Por ello, la IgM es muy buena citolítica.
	·         Están confinados en el torrente circulatorio (no se extravasan a tejidos), por lo que son muy buenos frente a bacteriemias.

Inmunoglobulina D (IgD)

	·         Supone el 0.2% de las inmunoglobulinas séricas (20 m g/ml).
	·         Presenta una región bisagra bastante amplia, lo que puede ayudar a explicar el hecho de que es muy susceptible a proteolisis, siendo muy baja su vida media en sangre (unos tres días).
	·         En su forma libre en plasma, su función es desconocida.
	·         Aparece como Ig de membrana, junto con la mIgM, en los linfocitos B maduros vírgenes, donde parece que su función es constituir un receptor antigénico, tanto en activación como en supresión de los linfocitos B.

Inmunoglobulina E (IgE)

	·         Es la menos abundante en suero (0.3 m g/ml)
	·         Presenta un dominio adicional (el que pasa a ser el Ce 2).
	·         Es la mediadora de las reacciones de hipersensibilidad inmediata (alergias), como la fiebre del heno, asma extrínseco o el choque anafiláctico. Para ello, las moléculas de IgE se unen a receptores específicos para Fc de IgE situados en las membranas de mastocitos tisulares y de basófilos sanguíneos. Cuando dos moléculas de IgE unidas a sus respectivos receptores en estas células se entrecruzan con el alergeno específico, se produce la desgranulación, lo que libera extracelularmente mediadores farmacológicamente activos, como histamina y ciertas citoquinas. También se provoca la síntesis de novo de eicosanoides (prostaglandinas y leucotrienos). Todo ello colabora en los síntomas de alergia.
	·         La IgE también juega un papel fisiológico, beneficioso: confiere protección local frente a ciertos patógenos grandes, como helmintos: sirve para reclutar células plasmáticas y efectoras a través de una reacción de inflamación aguda. Si el parásito ha logrado atravesar la barrera de las mucosas y la de la sIgA, puede ser reconocido por moléculas de IgE específicas previamente unidas a receptores de mastocitos. Ello desencadena una reacción de inflamación aguda en la que las aminas vasoactivas (histamina) y los factores quimiotácticos atraen a polimorfonucleares neutrófilos; a continuación entran en el tejido moléculas de IgG, componentes del complemento, granulocitos y eosinófilos. Estos últimos reconocen al parásito recubierto por IgG, y colaboran en su destrucción.