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Le immunoglobuline (anticorpi) sono le proteine più importanti nella risposta immunitaria specifica e il loro compito è, tra l'altro, proteggere il corpo dalle minacce. dai microrganismi. La carenza o l'eccesso di anticorpi può essere un segno di varie patologie, quindi la loro determinazione nel sangue è un elemento importante nella diagnosi di molte malattie. Inoltre, il progresso delle scienze biomediche ha permesso di utilizzare anticorpi sintetici nel trattamento di alcune malattie.
Sommario
- Immunoglobuline (anticorpi) - tipi e struttura
- Immunoglobuline (anticorpi) - ruolo nel corpo
- Immunoglobuline (anticorpi) - memoria immunitaria
- Immunoglobuline (anticorpi) - variabilità antigenica degli anticorpi
- Immunoglobuline (anticorpi) - vaccini
- Immunoglobuline (anticorpi) - conflitto sierologico
- Immunoglobuline (anticorpi) - studio
- Immunoglobuline (anticorpi) - norme
- Immunoglobuline (anticorpi): risultati e loro interpretazione
- Immunoglobuline (anticorpi): cosa significano livelli elevati di anticorpi?
- Immunoglobuline (anticorpi): cosa significa diminuzione dei livelli di anticorpi?
- Immunoglobuline (anticorpi) - applicazione nella diagnostica di laboratorio
- Immunoglobuline (anticorpi) - uso in terapia
Le immunoglobuline, note anche come anticorpi o gammaglobuline, sono proteine immunitarie prodotte dalle cellule del sistema immunitario, le plasmacellule, che sono un tipo di linfociti B.
Gli anticorpi sono presenti nei fluidi corporei di tutti i vertebrati e sono prodotti dal contatto con molecole chimiche (antigeni) come batteri, virus e in alcuni casi anche dal contatto con i propri tessuti (cosiddetti autoantigeni).
Gli anticorpi fanno parte della risposta immunitaria umorale e agiscono in modo molto specifico, poiché sono sempre diretti contro un antigene specifico.
Il nome "umorale" deriva dalla teoria umorale che era comune in medicina nei tempi antichi e presupponeva la presenza di fluidi corporei (umori) nel corpo umano. Sebbene questa teoria sia stata a lungo confutata, alcune delle sue formulazioni sono ancora utilizzate nella terminologia medica.
La risposta immunitaria umorale è costituita dai linfociti B (comprese le plasmacellule) e dagli anticorpi che producono. L'espressione umorale si riferisce al fatto che gli elementi del sistema immunitario che lo includono si trovano nei fluidi corporei (umori) come la linfa o il plasma.
Immunoglobuline (anticorpi) - tipi e struttura
Gli anticorpi sono a forma di Y e sono costituiti da due coppie di catene proteiche, leggere e pesanti, che sono collegate tra loro da legami disolfuro. In base alle differenze nella struttura delle catene pesanti, si distinguono diverse classi (tipi) di anticorpi:
- l'immunoglobulina di tipo A (IgA) - (catena pesante alfa) è un anticorpo secreto principalmente attraverso le membrane mucose, ad es. intestino, tratto respiratorio e secrezioni, ad es. saliva, che fornisce immunità umorale locale
- l'immunoglobulina di tipo D (IgD) - (delta della catena pesante) è l'anticorpo meno noto e rappresenta fino all'1%. tutti gli anticorpi nel sangue
- l'immunoglobulina di tipo E (IgE) - (catena pesante epsilon) è solo lo 0,002%. di tutti gli anticorpi nel sangue e ha la proprietà unica di attivare mastociti e basofili, portando al loro rilascio, tra gli altri. istamina
- Le immunoglobuline di tipo G (IgG) - (catena pesante gamma) sono le più numerose (80% di tutti gli anticorpi) e gli anticorpi più persistenti nel corpo, poiché possono rimanere nel sangue anche diverse decine di anni dopo il contatto con l'antigene
- le immunoglobuline di tipo M (IgM) - (catena pesante mu) sono prodotte per prime nel corso della risposta immunitaria, sono meno persistenti e vengono gradualmente sostituite da anticorpi IgG
La maggior parte degli anticorpi (IgG, IgD, IgE) esiste come una singola molecola "Y" (monomero). L'eccezione è l'anticorpo IgA, che è nella doppia forma (dimero) e l'anticorpo IgM che forma la forma del cosiddetto fiocco di neve (pentamero).
Gli anticorpi nella regione della catena leggera e pesante hanno una regione variabile, che è una sequenza specifica di amminoacidi che corrisponde quasi perfettamente alla sequenza sull'antigene. Questa regione è chiamata paratopo ed è responsabile della specificità di legame specifica di ciascun anticorpo a un antigene.
Di conseguenza, ogni anticorpo si adatta all'antigene come chiave e lucchetto e combinandosi tra loro formano il cosiddetto complesso immunitario. Tuttavia, va ricordato che gli anticorpi mostrano comunque flessibilità nel legarsi a diversi antigeni, il che significa che possono essere abbinati a diversi antigeni, il che può provocare reazioni crociate. Questo fenomeno si osserva molto spesso nelle allergie.
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Immunoglobuline (anticorpi) - ruolo nel corpo
Il ruolo di tutti gli anticorpi nel corpo è quello di partecipare alle risposte immunitarie. Gli anticorpi sono in grado di formare immunocomplessi con molecole di antigeni e attivare il sistema del complemento e l'infiammazione. Questo serve per neutralizzare l'antigene e rimuoverlo in modo sicuro dal corpo.
A causa delle loro diverse proprietà biochimiche, diverse classi di anticorpi possono svolgere funzioni specializzate:
- inattivare i parassiti (IgE)
- neutralizza i microrganismi (IgM, IgG)
- proteggere contro le recidive, ad es. parotite (IgG)
- proteggere le mucose con microrganismi e allergeni (IgA)
- partecipare alla maturazione e allo sviluppo dei linfociti (IgD)
- conferire immunità al feto (IgG) e al neonato (IgA)
Immunoglobuline (anticorpi) - memoria immunitaria
La risposta immunitaria è suddivisa in risposte primarie e secondarie. La risposta immunitaria primaria si sviluppa nel momento in cui entra in contatto per la prima volta con un antigene, quindi il corpo produce principalmente anticorpi IgM, che vengono gradualmente sostituiti da anticorpi IgG più specifici e più persistenti.
Al contrario, una risposta immunitaria secondaria si verifica quando lo stesso antigene viene contattato di nuovo. È più intenso della risposta primaria e la concentrazione di anticorpi raggiunge livelli più elevati rispetto alla risposta primaria.
Una risposta secondaria così efficace risulta dal cosiddetto memoria immunitaria e presenza di linfociti B della memoria. Tali cellule vivono nel corpo per anni e quando entrano di nuovo in contatto con l'antigene iniziano a dividersi molto intensamente e producono anticorpi specifici.
Immunoglobuline (anticorpi) - variabilità antigenica degli anticorpi
Uno dei fenomeni più affascinanti nel contesto degli anticorpi è il processo della loro formazione e l'enorme varietà che sono in grado di ottenere, poiché il numero di combinazioni di anticorpi è stimato fino a un trilione. Il segreto sta nella struttura dei geni che codificano gli anticorpi e nei processi di ricombinazione dei geni degli anticorpi e nella loro ipermutazione.
Questi processi possono essere indicati come l'introduzione controllata di mutazioni nel genoma proprio allo scopo di abbinare per tentativi ed errori gli anticorpi appropriati. Sebbene non sembri troppo complicato, si tratta in realtà di un processo molto complesso che richiede estrema precisione e può addirittura portare alla formazione di neoplasie in caso di errori.
Immunoglobuline (anticorpi) - vaccini
Gli anticorpi svolgono un ruolo chiave nello sviluppo dell'immunità dopo la vaccinazione. Quando viene a contatto con l'antigene del vaccino, le cellule del sistema immunitario producono anticorpi.
In primo luogo, le IgM meno persistenti e specifiche, quindi le IgG persistenti e di lunga durata nel sangue. Ad esempio, durante la vaccinazione contro il virus dell'epatite B (HBV), vengono somministrate tre dosi di vaccino a intervalli per indurre un'immunità prolungata. Una misura dell'efficacia di tale vaccinazione è la misurazione del livello ematico di anticorpi IgG contro gli antigeni del virus.
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Immunoglobuline (anticorpi) - conflitto sierologico
Uno dei test più importanti nelle donne in gravidanza è la valutazione della presenza e il monitoraggio di anticorpi contro gli antigeni dei globuli rossi fetali. In caso di conflitto sierologico, tali anticorpi possono attraversare la placenta fino al feto e distruggere i suoi globuli rossi, causando una malattia emolitica. Questo è il caso in cui la madre è Rh (-) e il feto è Rh (+).
Immunoglobuline (anticorpi) - ricerca
Gli anticorpi costituiscono il 12-18% delle proteine sieriche. Per valutare la quantità di singole frazioni proteiche, inclusi gli anticorpi, viene eseguito un proteinogramma. Questo test si basa sull'elettroforesi delle proteine del siero, ovvero la loro separazione in un campo elettrico.
Il test del livello degli anticorpi viene eseguito con sangue venoso (IgM, IgG, IgE, IgA) o saliva e feci (IgA). In situazioni cliniche selezionate, può essere eseguito l'esame di un materiale diverso, ad es. Liquido cerebrospinale.
Le concentrazioni totali di IgG, IgM, IgA e di catene leggere di anticorpi sono determinate di routine con metodi immunonefelometrici e immunoturbidimetrici. Al contrario, la concentrazione totale di anticorpi IgE viene spesso testata utilizzando metodi immunochemiluminescenti.
I metodi immunoturbidimetrici e immunonefelometrici sfruttano la capacità di annebbiare soluzioni e disperdere la luce formando complessi antigene-anticorpo. Il metodo immunonefelometrico misura l'intensità della luce diffusa dalla soluzione in esame e il metodo immunoturbidimetrico misura l'intensità della luce che passa attraverso la soluzione in esame. Questi metodi vengono utilizzati, tra gli altri. per determinare la concentrazione totale di diverse classi di anticorpi.
Le forme patologiche di anticorpi possono anche essere contrassegnate in laboratorio. Un esempio è un anticorpo monoclonale (proteina M) che è un anticorpo incompleto (ad esempio, privo di un frammento della catena pesante o leggera) trovato nelle gammapatie monoclonali o nei linfomi. Un altro esempio è la proteina Bence-Jones, che si trova nelle urine di persone con mieloma multiplo.
Vale la pena saperloImmunoglobuline (anticorpi) - norme
Le norme per i livelli totali di anticorpi nel sangue dipendono dall'età e per gli adulti sono:
- IgG - 6,62-15,8 g / l
- IgM - 0,53-3,44 g / l
- IgA - 0,52-3,44 g / l
- IgE - fino a 0,0003 g / l
- IgD - fino a 0,03 g / l
Immunoglobuline (anticorpi): risultati e loro interpretazione
Diverse situazioni cliniche possono portare ad un aumento del livello di anticorpi (ipergammaglobulinemia) o a una loro diminuzione (ipogammaglobulinemia).
L'aumento o la diminuzione può essere applicato alla quantità totale di anticorpi o solo a classi selezionate di anticorpi. Di significato clinico è anche la determinazione della presenza di specifici anticorpi diretti contro specifici microrganismi o sui propri tessuti.
Immunoglobuline (anticorpi): cosa significano livelli elevati di anticorpi?
L'ipergammaglobulinemia policlonale deriva dalla sovrapproduzione di molte classi di anticorpi da parte di diverse cellule plasmocitarie e può derivare da:
- infiammazione acuta e cronica
- malattie parassitarie, batteriche, virali o fungine
- Malattie autoimmuni
- cirrosi epatica
- sarcoidosi
- Aids
Immunoglobuline (anticorpi): cosa significa basso livello di anticorpi?
L'ipergammaglobulinemia monoclonale deriva dalla sovrapproduzione di anticorpi da parte di un clone della cellula tumorale e può essere dovuta a:
- mieloma multiplo
- Gammapatia da causa sconosciuta (MGUS)
- linfoma
- Macroglobulinemia di Walderström
L'ipogammaglobulinemia può essere causata da:
- deficienze genetiche ereditarie, ad es. immunodeficienza combinata grave (SCID)
- farmaci, ad es. farmaci antimalarici, citostatici, glucocorticoidi
- malnutrizione
- infezioni, ad esempio HIV, EBV
- neoplasie, ad es. leucemie, linfomi
- Sindrome nevrotica
- ustioni estese
- grave diarrea
Immunoglobuline (anticorpi) - applicazione nella diagnostica di laboratorio
Gli anticorpi (principalmente IgG) sono comunemente usati nei test di laboratorio. Tali anticorpi sono ottenuti in condizioni di laboratorio e sono chiamati anticorpi monoclonali. Sono derivati da un singolo clone cellulare e sono diretti contro un antigene specifico.
Il metodo principale per produrre anticorpi monoclonali utilizza topi di laboratorio e colture cellulari. È una combinazione di due tipi di cellule: cellule tumorali (mieloma) e linfociti B che producono anticorpi specifici.
Successivamente, gli anticorpi monoclonali possono essere modificati attaccando loro enzimi, radioisotopi e coloranti fluorescenti. I metodi anticorpali sfruttano la capacità di legarsi in modo specifico a un antigene.
- Metodo ELISA
L'ELISA (test immunoassorbente legato all'enzima) è uno dei metodi più utilizzati nella ricerca diagnostica e scientifica. Il metodo ELISA utilizza anticorpi monoclonali che sono legati all'enzima. Può essere utilizzato per quantificare diversi antigeni nel materiale biologico. Il vantaggio del metodo ELISA è la sua semplicità e alta sensibilità. Il metodo ELISA viene eseguito utilizzando speciali piastre di plastica con pozzetti riempiti, ad esempio, con antigeni Borrelia e anticorpi monoclonali specifici, progettati per rilevare gli anticorpi in un campione del paziente.
- Metodo RIA
Il metodo radioimmunoassay (RIA) consiste nel rilevare antigeni con l'uso di anticorpi marcati con isotopi radioattivi, ad esempio con carbonio 14C. Tuttavia, a causa della sicurezza del lavoro con sostanze radioattive, il metodo ELISA viene utilizzato più spesso.
- Metodo Westernblot
Il metodo Westernblot consiste nel separare l'antigene testato in un campo elettrico e poi trasferirlo su una speciale membrana. Gli anticorpi specifici marcati con un colorante o un enzima vengono quindi applicati alla membrana dell'antigene. Il metodo Westernblot consente una rilevazione molto specifica degli antigeni, pertanto viene utilizzato in test che confermano risultati inconcludenti, ad esempio nella diagnosi sierologica della malattia di Lyme.
- Citometria a flusso
Il metodo consiste nel rilevare marcatori specifici sulla superficie delle cellule (immunofenotipizzazione). Nella citometria vengono utilizzati anticorpi monoclonali marcati in modo fluorescente specifici per un particolare marcatore di superficie sulla cellula. Le celle etichettate vengono quindi rilevate con un rilevatore. La citometria a flusso viene utilizzata, ad esempio, nel dosaggio CD57.
- Immunoistochimica
Grazie ai metodi immunoistochimici è possibile rilevare antigeni in frammenti di tessuto utilizzando anticorpi marcati, che vengono poi osservati al microscopio.
- Microarray di proteine
Il microarray proteico è un metodo moderno, il cui principio è simile al metodo ELISA. Grazie alla miniaturizzazione e alla possibilità di rilevare una tantum fino a diverse centinaia di proteine diverse, ha trovato applicazione nella ricerca scientifica e nell'allergologia.
Immunoglobuline (anticorpi) - uso in terapia
Gli anticorpi monoclonali possono essere utilizzati anche nel trattamento di alcune malattie. Sono stati utilizzati per la prima volta nel 1981 nel trattamento del linfoma. Gli anticorpi monoclonali sono utilizzati in:
- uccidendo le cellule tumorali, ad esempio Ofatumumab (IgG contro il marcatore CD20)
- inibizione di cellule selezionate del sistema immunitario durante il trapianto, ad esempio Muronomab (IgG contro il marcatore CD3)
- inibire le reazioni immunitarie nelle malattie autoimmuni, ad esempio Adalimumab (IgG contro il fattore di necrosi tumorale alfa)
Bibliografia:
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- Paul W.E. Immunologia fondamentale, Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkin 2008, 6a edizione.
- Diagnostica di laboratorio con elementi di biochimica clinica, libro di testo per studenti di medicina, a cura di Dembińska-Kieć A. e Naskalski J.W., Elsevier Urban & Partner Wydawnictwo Wrocław 2009, 3a edizione.
- Malattie interne, a cura di Szczeklik A., Medycyna Praktyczna Kraków 2010
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