מֵידָע

כיצד מונעים נוגדנים מטוהרים המוגדרים בהזרקה מונעים ייצור נוגדנים טבעי על מנת למנוע מחלות המוליטיות של הילוד?


טיפולים הכוללים נוגדנים נגד D ניתנים לנשים בהריון הנושאות עוברי Rh+ כאשר לאם יש סוג דם Rh על מנת למנוע מחלה המוליטית של הילוד במהלך ההריון השני. הנוגדנים נגד D מוזרקים בשלבים מאוחרים יותר של ההריון ומיד לאחר הלידה על מנת לחסל תאי דם+ Rh כלשהם באם לפני שנוגדנים D-antigen מיוצרים באופן טבעי על ידי האם. אם נוגדנים אינם תוקפים תאים ישירות, מה מונע מהמקרופאגים של האם לבלוע את תאי הדם Rh+ הנוגדנים הנוגדים, להפוך לתא המציג אנטיגן ומכאן ליזום את תהליך ייצור הנוגדנים ולשמור את האנטיגן בתאי הזיכרון? האם קולטני ה- Fc על המקרופאגים אינם תואמים את הנוגדנים המוזרקים ל- D?


אנטי-D חד שבטיים לאימונופרופילקסיס

* הִתכַּתְבוּת: מריון לסקוט, מעבדת הפניות לקבוצת הדם הבינלאומית, שירות הדם הלאומי, Southmead Road, בריסטול BS10 5ND, בריטניה דואר אלקטרוני: [email protected] חפש עוד מאמרים מאת מחבר זה

מעבדת ההתייחסות הבינלאומית לקבוצת הדם, שירות הדם הלאומי, בריסטול, בריטניה

* הִתכַּתְבוּת: מריון לסקוט, מעבדת הפניות לקבוצת הדם הבינלאומית, שירות הדם הלאומי, Southmead Road, בריסטול BS10 5ND, בריטניה דואר אלקטרוני: [email protected] חפש עוד מאמרים מאת מחבר זה


תַקצִיר

המוסטזיס הוא תהליך מורכב הכולל פעולה מתואמת של רכיבים מולקולריים וסקולריים. ההבנה הבסיסית שלה, כמו גם היבטים אבחוניים וטיפוליים, נהנו מאוד משימוש בנוגדנים חד שבטיים. מעניין לציין כי נוגדנים חד-תחומיים שמקורם בגמל (sdAbs), הידועים גם בשם VחH או ננו -נוגדנים, הפכו לזמינים במהלך שני העשורים הקודמים ככלי חלופי בהקשר זה. בהשוואה לנוגדנים קלאסיים, קל יותר לייצר sdAbs וגודלם הקטן מקל על ההנדסה והתפקוד שלהם. לכן אין זה מפתיע ש- sdAbs משמשים יותר ויותר במחקר הקשור להמוסטזיס. בנוסף, יש להם את היכולת לזהות אפיטופים ייחודיים שאינם זמינים לנוגדנים חד שבטיים מלאים. ניתן להשתמש במאפיין זה לפיתוח בדיקות אבחון חדשות המזהות גרסאות קונפורמציה של חלבונים המוסטסטיים. דוגמאות כוללות sdAbs הקושרות גורם פעיל אך לא כדורי של וילברנד או גורם VIIa חופשי אך לא גורם VIIa הקשור לגורם רקמות. לבסוף, ל- sdAbs יש פוטנציאל טיפולי גבוה, דוגמת caplacizumab, הומודימרית sdAb המכוונת לגורם פון וילברנד שאושרה לטיפול בפורפורה טרומבוציטופנית טרומבוטית. בסקירה זו יידונו היישומים השונים של sdAbs בפקקת ובמחקר, אבחון ואסטרטגיות טיפוליות הקשורות להמוסטזיס.

יסודות

  • נוגדנים מתחום יחיד (sdAbs) שמקורם בגמלים משמשים יותר ויותר ככלי מחקר.
  • sdAbs נגד חלבוני קרישה סייעו לפתור בעיות מחקר ביוכימיות.
  • sdAbs יכול לשמש ככלי אבחון וגם לטיפול בתרומבוזה והמוסטזיס.
  • הנדסת חלבונים מגבירה את הרבגוניות של sdAbs והיישומים הפוטנציאליים שלהם.

אפליה של עצמי מעצמי

המערכת החיסונית משתמשת במנגנוני השפעה חזקים רבים בעלי יכולת להרוס מגוון רחב של תאים מיקרוביאליים ולנקות מגוון רחב של חומרים רעילים ואלרגניים. לפיכך, קריטי שהתגובה החיסונית מסוגלת להימנע משחרור מנגנונים הרסניים אלה נגד הרקמות של המארח היונקים. היכולת של התגובה החיסונית להימנע מפגיעה ברקמות העצמיות מכונה סובלנות עצמית. מכיוון שכשל בסובלנות עצמית עומד בבסיס המעמד הרחב של מחלות אוטואימוניות, תהליך זה נחקר בהרחבה. כעת ברור כי מנגנונים להימנע מתגובה כנגד אנטיגנים עצמיים באים לידי ביטוי בחלקים רבים הן בתגובה החיסונית המולדת והן בתגובה החיסונית ההסתגלותית. המנגנונים העומדים בבסיס ההגנה על רקמות עצמיות תקינות מפני נזק חיסוני יידונו עם הצגת כל אחת מזרועות האפקטור העיקריות של התגובה החיסונית המארחת.

מכיוון שהיבט חשוב בזרוע תאי T של המערכת החיסונית הוא זיהוי תאי מארח הנגועים בנגיפים, חיידקים תאיים או טפילים תאיים אחרים, תאי T פיתחו מנגנון אלגנטי המזהה אנטיגנים זרים יחד עם אנטיגנים עצמיים כמולקולר מורכב (ראה ‘ זיהוי אנטיגן על ידי לימפוציטים T ’ להלן). דרישה זו שתאי T מזהים הן מבנים עצמיים והן אנטיגנים זרים הופכת את הצורך בתאים אלה לשמור על סובלנות עצמית חשוב במיוחד.


פרק 1 ויסות חיסוני על ידי תאי B ונוגדנים: מבט לעבר המרפאה

לימפוציטים B תורמים לחסינות במספר דרכים, כולל ייצור נוגדנים, הצגת אנטיגן לתאי T, אורגנוגנזה של איברים לימפואידים משניים והפרשת ציטוקינים. ניסויים קליניים אחרונים הראו כי התרוקנות תאי B יכולה להועיל מאוד לחולים במחלות אוטואימוניות, ולשלב תאי B ונוגדנים כמניעים מרכזיים של הפתולוגיה. עם זאת, יש לזכור כי לתגובות תאי B ונוגדנים יש גם תפקידים רגולטוריים חשובים בהגבלת הפתולוגיה האוטואימונית. כאן אנו מנתחים דוגמאות קליניות הממחישות את הפוטנציאל של נוגדנים כטיפול בהפרעות בתיווך חיסוני ודנים במנגנונים הבסיסיים. יתר על כן, אנו בוחנים את הפונקציות הרגולטוריות של תאי B מופעלים, מעורבותם בסיום כמה מחלות אוטואימוניות ניסיוניות והשימוש בהן בטיפול מבוסס תאים לפתולוגיות כאלה. תפקודים מדכאים אלה של תאי B ונוגדנים לא רק פותחים דרכים חדשות לרתום מחלות אוטואימוניות, אלא יש לקחת אותן בחשבון גם בעת עיצוב אסטרטגיות חדשות לחיסון נגד חיידקים וגידולים.


תפקיד נוגדני Rh במחלה המוליטית של הילוד

תובנות אחרונות על מערכת המבנה-תפקוד של IgG, טיב קולטני ה- Fc והאינטראקציות שלהם עם נוגדנים, והמנגנונים הסלולריים המעורבים בהרס החיסוני של תאים רגישים ל- IgG, כל תרמו להבנה מלאה יותר של תפקידם של נוגדני Rh HDN. ככל שהבנה זו גדלה, כך פותחו והוערכו גישות אבחון וטיפוליות שונות על מנת לחזות או לשפר את חומרת המחלה.

ניתן לשקול את תפקידם של נוגדני Rh ב- HDN בשלושה הקשרים: אנטי D, אימוני חד שבטיים ואנטי D. ניתן להעביר אנטי-ד הנוצרת לאחר החיזוק האימהי על פני השליה, וכתוצאה מכך הרס תאים אדומים רגישים על ידי פגוציטים חד-גרעיניים בעובר ובתינוק. השימוש באנטי-D חד שבטיים נתן תובנה לגבי המנגנונים הסלולריים והמולקולריים הכרוכים בהרס תאים אדומים, והקל על פיתוח והערכה של מבחנים המשתמשים ב- D-האם כדי לחזות את חומרת HDN. אנטי-D פוליקלונליים, הניתנים באופן מניעתי, יכולים למנוע התרגשות אימהית לתאים אדומים עוברית חיובית D.

סביר להתפתחויות עתידיות בכמה תחומים. ניתן להחליף אנטי- D פוליקלונלי מונע, כולו או חלקי, ב- anti-D חד-שבטי. הפיתוח והכנסת מבחני הסלולר כבדיקות לא פולשניות לחיזוי חומרת המחלה צפויים להימשך כיוון שהתוצאות הראשוניות מעודדות. לבסוף, ניתן לאמוד אסטרטגיות חדשות לשיפור חומרת המחלה כולל התפקיד של ivIgG ו- Fcγנוגדנים חוסמי R.


מנגנוני הפעולה של אימונוגלובולין תוך ורידי ואימונוגלובולין פולי-קליונאלי נגד שיפור הטרומבוציטופני החיסוני: מה אנחנו באמת יודעים?

אימונוגלובולין תוך ורידי (IVIg) שימש במשך יותר מ -25 שנה לטיפול במספר גדל והולך של מחלות אוטואימוניות, כולל טרפבוציטופנית חיסונית. למרות שמנגנון הפעולה המדויק של IVIg נותר חמקמק, הועלו תיאוריות רבות, כולל חסימה/עיכוב של מערכת פגוציטית חד-גרעינית, נטרול נוגדנים עצמיים על ידי נוגדנים אנטי-טיפוסיים, פינוי נוגדנים אוטוגניים פתוגניים עקב עיכוב תחרותי של קולטן ה- Fc של אימונוגלובולין בילוד, אפנון ציטוקינים. , נטרול משלים, והיווצרות מורכבת של מערכת החיסון המובילה להיווצרות תאים דנדריטים. אימונוגלובולין פולי-קליונאלי אנטי-D הוא מוצר IVIg פולי-קליונאלי המועשר לנוגדנים המופנים לאנטיגן ה- RhD על תאי דם אדומים ושהוא שימש גם בהצלחה לטיפול בטרומבוציטופניה חיסונית בחולי RhD +. התיאוריה העיקרית להסברת תפקוד האימונוגלובולינים הפוליקלונליים נגד D הייתה קלאסית במצור חד-גרעיני של מערכת פגוציטית, למרות שאפנון ה- Fcγ ביטוי קולטן ו/או אימונומודציה עשויים גם הם לשחק תפקיד. עבודה באמצעות מודל עכברי של purpura טרומבוציטופנית חיסונית להמשך הבנתנו את מנגנון הפעולה של 2 סוכנים טיפוליים אלה היא מוקד מאמר זה.

עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הקנדיים למחקר בריאות, אוטווה, אונטריו.


נוגדנים אנושיים מספריות קומבינטוריות

נוגדנים משולבים ימלאו תפקיד משמעותי בעיצוב חיסונים וסוכנים אנטי ויראליים חדשים. נוגדנים עשויים גם לספק דרך לקבוע את תפקוד הקולטן in vivo ולשמש תבניות לעיצוב מולקולות קטנות. הוכח כי נוגדנים משולבים מספקים השתקפות פונקציונלית מדויקת של התגובה הטבעית כפי שמוכיח על ידי יכולתם של נוגדנים משובטים להתחרות בנוגדנים בסרום לאנטיגנים מחייבים. נוגדנים משולבים מספקים גם מדריך שימושי (אם מעט לא שלם) לביולוגיה המולקולרית של התגובה. עם יכולתו לספק מספר רב של נוגדנים אנושיים המופנים נגד אנטיגן יחיד, הגישה הקומבינטורית מאפשרת הערכה מהירה של אפיטופים חיסוניים כמו גם ניטרול בהקשר של התגובה האנושית. מידע זה צריך לנצל בעתיד להנחות את התכנון של חיסונים יעילים יותר. היכולת החדשה להיווצר נוגדנים אנושיים ולפתח את הספציפיות והזיקות שלהם, לשעבר vivo הבטחות הגביר את השימוש במעמד מולקולות זה לשירות בריאות האדם.


יישומי מחקר

דימוי אימונופלואורסצנטי של השלד האיקריוטי. נימי אקטין מוצגים באדום, מיקרו -צינוריות בירוק, והגרעינים בכחול.

נוגדנים ספציפיים מיוצרים על ידי הזרקת אנטיגן ליונק, כגון עכבר, חולדה, ארנב, עז, כבשה או סוס לכמויות גדולות של נוגדנים. דם המבודד מבעלי חיים אלה מכיל נוגדנים פוליקלוניים- נוגדנים מרובים הנקשרים לאותו אנטיגן - בסרום, שאפשר לקרוא לו כיום antiserum. אנטיגנים מוזרקים גם לתרנגולות לייצור נוגדנים פוליקלוניים בחלמון ביצה. [59] כדי להשיג נוגדן הספציפי לאפיטופ בודד של אנטיגן, לימפוציטים המפרישים נוגדנים מבודדים מן החי ומונצחים על ידי התמזגותם עם קו תאים סרטניים. התאים המתמזגים נקראים hybridomas, ויגדלו ללא הרף ויפרישו נוגדנים בתרבית. תאי hybridoma בודדים מבודדים על ידי שיבוט דילול ליצירת שיבוטים של תאים שכולם מייצרים את אותו נוגדן הנקראים לנוגדנים אלה. נוגדנים חד שבטיים. [60] נוגדנים פוליקלוניים ומונוקלונליים מטוהרים לעתים קרובות באמצעות חלבון A/G או כרומטוגרפיה של זיקה אנטיגן. [61]

במחקר, נוגדנים מטוהרים משמשים ביישומים רבים. הם משמשים לרוב לזיהוי ואיתור חלבונים תאיים וחוץ -תאיים. נוגדנים משמשים בציטומטריה של זרימה כדי להבדיל בין סוגי תאים על ידי החלבונים שהם מבטאים סוגים שונים של תאים מבטאים שילובים שונים של מקבץ של מולקולות בידול על פני השטח שלהם, ומייצרים חלבונים תאיים וניתנים להפרשה. [62] הם משמשים גם באימונו-משקעים כדי להפריד חלבונים וכל מה שקשור אליהם (שיתוף-אי-דפיקות) ממולקולות אחרות בתא ליזאט של תאים, [63] בניתוחי כתם מערביים לזיהוי חלבונים המופרדים על ידי אלקטרופורזה, [64] ובאימונוהיסטוכימיה. או immunofluorescence לבחינת ביטוי חלבון בקטעי רקמות או לאיתור חלבונים בתוך תאים בעזרת מיקרוסקופ. [62] [65] ניתן לזהות ולכמת חלבונים גם עם נוגדנים, באמצעות טכניקות ELISA ו- ELISPOT. [66] [67]


נוגדנים (אימונוגלובולין) חלק 2

פוּנקצִיָה:

תאי B מופעלים מתמיינים לתאים המייצרים נוגדנים הנקראים תאי פלזמה המפרישים נוגדנים מסיסים או תאי זיכרון השורדים בגוף שנים לאחר מכן על מנת לאפשר למערכת החיסון לזכור אנטיגן ולהגיב מהר יותר בחשיפות עתידיות.

בשלבי טרום לידתי ויילודים, נוכחותם של נוגדנים ניתנת על ידי חיסון פסיבי מהאם. ייצור נוגדנים אנדוגני מוקדם משתנה עבור סוגים שונים של נוגדנים, ובדרך כלל מופיע במהלך שנות החיים הראשונות. מכיוון שנוגדנים קיימים באופן חופשי בזרם הדם, הם אומרים שהם חלק ממערכת החיסון ההומורלית. נוגדנים במחזור הדם מיוצרים על ידי תאי B משובטים המגיבים באופן ספציפי לאנטיגן אחד בלבד (דוגמה לכך היא שבר חלבון קפסיד וירוס). נוגדנים תורמים לחסינות בשלוש דרכים: הם מונעים כניסת פתוגנים לתאים על ידי חיבורם אליהם הם מעוררים הסרת פתוגנים על ידי מקרופאגים ותאים אחרים על ידי ציפוי הפתוגן והם מעוררים הרס של פתוגנים על ידי גירוי תגובות חיסוניות אחרות כגון מסלול המשלים. .

1) הפעלת משלים:

נוגדנים הנקשרים לאנטיגנים משטחיים, למשל, על חיידק מושכים את המרכיב הראשון של מפל המשלים עם אזור ה- Fc שלהם ויוזמים הפעלה של מערכת המשלים ה"קלאסית ". התוצאה היא הריגה של חיידקים בשתי דרכים. ראשית, קשירת הנוגדן ומולקולות המשלים מסמנת את החיידק לבליעה על ידי פגוציטים בתהליך שנקרא אופסוניזציה פגוציטים אלה נמשכים על ידי מולקולות משלים מסוימות הנוצרות במפל המשלים. שנית, כמה מרכיבי מערכת משלימים יוצרים קומפלקס התקפת ממברנה כדי לסייע לנוגדנים להרוג את החיידק ישירות. נוגדן הוא מולקולה המפעילה אנטיגן באופן ספציפי.

2) הפעלת תאי אפקטור:

כדי להילחם בפתוגנים המשכפלים תאים חיצוניים, נוגדנים נקשרים לפתוגנים כדי לקשר אותם יחד, וגורמים להם להתאגדות. מכיוון שלנוגדנים יש לפחות שני פראטופים הוא יכול לקשור יותר מאנטיגן אחד על ידי קישור אפיטופים זהים הנישאים על משטחי האנטיגנים הללו. על ידי ציפוי הפתוגן, נוגדנים מעוררים תפקודי אפקטור כנגד הפתוגן בתאים שמזהים את אזור ה- Fc שלהם.

לתאים המזהים פתוגנים מצופים יש קולטני Fc, שכפי שהשם מרמז על אינטראקציה עם אזור ה- Fc של נוגדני IgA, IgG ו- IgE. ההתקשרות של נוגדן מסוים עם קולטן ה- Fc בתא מסוים מעוררת פונקציית אפקטור של הפאגוציטים התא תא יפוגוציטוזה, תאי התורן והנויטרופילים יתפוררו, תאי הרוצח הטבעיים ישחררו ציטוקינים ומולקולות ציטוטוקסיות שבסופו של דבר יגרמו להרס של הפולשים חַידַק. קולטני ה- Fc הינם ספציפיים לאיזוטיפים, המעניקים גמישות רבה יותר למערכת החיסון, ומפעילים רק את מנגנוני החיסון המתאימים לפתוגנים מובחנים.

3) נוגדנים טבעיים:

בני אדם ופרימטים גבוהים יותר גם מייצרים נוגדנים טבעיים המופיעים בסרום לפני זיהום ויראלי. נוגדנים טבעיים הוגדרו כנוגדנים המיוצרים ללא כל זיהום קודם, חיסון, חשיפה לאנטיגן זר אחר או חיסון פסיבי. נוגדנים אלה יכולים להפעיל את מסלול ההשלמה הקלאסי המוביל לתמוגה של חלקיקי וירוס עטופים הרבה לפני הפעלת התגובה החיסונית ההסתגלותית. נוגדנים טבעיים רבים מופנים כנגד גלקטוז הדו-סוכר α (1,3) -גלקטוז (α-Gal), הנמצא כסוכר סופי על חלבוני פני התא המסוכרים, ונוצר בתגובה לייצור סוכר זה על ידי חיידקים הכלולים מעיים אנושיים. סבורים כי דחייה של איברים שהושתלו כזאת היא בין השאר תוצאה של נוגדנים טבעיים המסתובבים בסרום של הנמען המקשר לאנטיגנים α-Gal המתבטאים ברקמת התורם.

מגוון אימונוגלובולינים:

כמעט כל החיידקים יכולים לעורר תגובה של נוגדנים. הכרה מוצלחת ומיגור סוגים רבים ושונים של חיידקים דורשת גיוון בין הנוגדנים הרכב חומצות האמינו שלהם משתנה ומאפשר להם אינטראקציה עם אנטיגנים רבים ושונים. ההערכה היא שבני אדם מייצרים כ -10 מיליארד נוגדנים שונים, שכל אחד מהם מסוגל לקשור אפיטופ מובהק של אנטיגן. למרות שרפרטואר עצום של נוגדנים שונים נוצר באדם בודד, מספר הגנים הזמינים לייצור חלבונים אלה מוגבל בגודל הגנום האנושי. התפתחו כמה מנגנונים גנטיים מורכבים המאפשרים לתאי B חולייתיים לייצר מאגר נוגדנים מגוון ממספר קטן יחסית של גנים של נוגדנים.

האזור (לוקוס) של כרומוזום המקודד נוגדן גדול ומכיל מספר גנים מובחנים עבור כל תחום של הנוגדן המיקום המכיל גנים של שרשרת כבדה (IGH) נמצא בכרומוזום 14, והמקומות המכילים גנים של שרשרת קלה ומבדה. (IGL ו- IGK) נמצאים בכרומוזומים 22 ו -2 בבני אדם. אחד התחומים הללו נקרא התחום המשתנה, הנמצא בכל שרשרת כבדה וקלה של כל נוגדן, אך יכול להיות שונה בנוגדנים שונים הנוצרים מתאי B שונים. ההבדלים, בין התחומים המשתנים, ממוקמים על שלוש לולאות הידועות בשם אזורים שונים (HV-1, HV-2 ו- HV-3) אוֹ אזורים הקובעים השלמה (CDR1, CDR2 ו- CDR3) .

CDRs נתמכים בתוך התחומים המשתנים על ידי אזורי מסגרת שמורים. מוקד השרשרת הכבדה מכיל כ -65 גנים שונים של תחום משתנה שכולם שונים ב- CDR שלהם. שילוב גנים אלה עם מערך גנים לתחומים אחרים של הנוגדן יוצר פרשים גדולים של נוגדנים בעלי מידת שונות. שילוב זה נקרא רקומבינציה V (D) J שנדון להלן.

רקומבינציה סומטית של אימונוגלובולינים, הידועה גם בשם רקומבינציה V (D) J, כרוכה ביצירת אזור משתנה אימונוגלובולין ייחודי. האזור המשתנה של כל שרשרת כבדה או קלה של אימונוגלובולין מקודד במספר חלקים ומוכרים כמקטעי גנים (תת -גנים). קטעים אלה נקראים פלחים משתנים (V), גיוון (D) ומצטרפים (J). מקטעי V, D ו- J נמצאים בשרשראות כבדות Ig, אך רק מקטעי V ו- J נמצאים בשרשראות קלות Ig. קיימים עותקים מרובים של מקטעי הגן V, D ו- J, והם מסודרים במקביל בגנום של יונקים. במח העצם, כל תא B המתפתח ירכיב אזור משתנה של אימונוגלובולין על ידי בחירה ושילוב אקראי של מקטע גנים אחד V, D אחד ו- J (או קטע V אחד ו- J בשרשרת הקלה). מכיוון שישנם עותקים מרובים של כל סוג של קטע גנים, וניתן להשתמש בצירופים שונים של מקטעי גנים ליצירת כל אזור משתנה של אימונוגלובולין, תהליך זה יוצר מספר עצום של נוגדנים, לכל אחד מהם פרוטופים שונים, ולכן ספציפיות לאנטיגן. מעניין לציין שהסידור מחדש של מספר תת-סוגים (e.i. V2) עבור אימונוגלובולין שרשרת קלה למבדה מצורף להפעלה של miR-650 microRNA, המשפיעה עוד יותר על הביולוגיה של תאי B.

לאחר שתא B מייצר גן אימונוגלובולין פונקציונלי במהלך רקומבינציה V (D) J, הוא אינו יכול לבטא כל אזור משתנה אחר (תהליך המכונה הדרה אללית) ולכן כל תא B יכול לייצר נוגדנים המכילים סוג אחד בלבד של שרשרת משתנה.

לאחר הפעלה עם אנטיגן, תאי B מתחילים להתרבות במהירות. בתאים המתחלקים במהירות, הגנים המקודדים לתחומים המשתנים של השרשראות הכבדות והקלות עוברים קצב גבוה של מוטציה נקודתית, על ידי תהליך שנקרא היפר -מוטציה סומטית (SHM). SHM גורם לשינוי נוקלאוטיד אחד לכל גן משתנה, לחלוקת תאים. כתוצאה מכך, כל תאי בת B ירכשו הבדלים קלים בחומצות אמינו בתחומים המשתנים של שרשראות הנוגדן שלהם.

זה משמש להגברת הגיוון של מאגר הנוגדנים ומשפיע על זיקה מחייבת האנטיגן של הנוגדן. מוטציות מסוימות יגרמו לייצור נוגדנים בעלי אינטראקציה חלשה יותר (זיקה נמוכה) עם האנטיגן שלהם מאשר הנוגדן המקורי, וחלק מהמוטציות ייצרו נוגדנים בעלי אינטראקציה חזקה יותר (זיקה גבוהה). תאי B המבטאים נוגדנים בעלי זיקה גבוהה על פני השטח שלהם יקבלו אות הישרדות חזק במהלך אינטראקציות עם תאים אחרים, ואילו אלה עם נוגדנים בעלי זיקה נמוכה לא ימותו על ידי אפופטוזיס. לפיכך, תאי B המבטאים נוגדנים בעלי זיקה גבוהה יותר לאנטיגן יערכו את אלה עם זיקה חלשה יותר לתפקוד והישרדות. תהליך יצירת הנוגדנים בעלי זיקות מחייבות מוגברות נקרא התבגרות זיקה. התבגרות זיקה מתרחשת בתאי B בוגרים לאחר רקומבינציה V (D) J, ותלויה בסיוע של תאי T עוזרים.

איזוטיפ או מיתוג מחלקות הוא תהליך ביולוגי המתרחש לאחר הפעלת תא B, המאפשר לתא לייצר סוגים שונים של נוגדנים (IgA, IgE או IgG). הקבוצות השונות של נוגדנים, ובכך פונקציות אפקטור, מוגדרות על ידי אזורים קבועים (C) של השרשרת הכבדה של האימונוגלובולין. בתחילה, תאי B נאיביים מבטאים רק IgM ו- IgD על פני התא עם אזורים מחייבים אנטיגן זהים. כל איזוטיפ מותאם לתפקוד מובהק, לכן, לאחר ההפעלה, ייתכן ויידרש נוגדן בעל פונקציית IgG, IgA או IgE Effector כדי לחסל ביעילות אנטיגן.

החלפת כיתה מאפשרת לתאי בת שונים מאותו תא B מופעל לייצר נוגדנים של איזוטיפים שונים. רק האזור הקבוע של השרשרת הכבדה של הנוגדן משתנה במהלך החלפת השיעורים בין האזורים המשתנים, ולכן ספציפיות האנטיגן, נותרים ללא שינוי. לפיכך צאצאיו של תא B יחיד יכולים לייצר נוגדנים, כולם ספציפיים לאותו אנטיגן, אך עם היכולת לייצר את פונקציית האפקטור המתאימה לכל אתגר אנטיגני. החלפת מחלקות מופעלת על ידי ציטוקינים שהאיזוטיפ שנוצר תלוי באילו ציטוקינים קיימים בסביבת תאי B.

החלפת מחלקות מתרחשת במיקום הגן הכבד של שרשרת כבדה על ידי מנגנון הנקרא רקומבינציה של מתגי מחלקה (CSR). מנגנון זה מסתמך על מוטיבים נוקלאוטידים משומרים, הנקראים אזורי מתג (S), הנמצאים ב- DNA במעלה הזרם של כל גן אזור קבוע (למעט בשרשרת δ). גדיל ה- DNA נשבר מהפעילות של סדרת אנזימים בשני אזורי S. נבחרים. אקסון התחום המשתנה מצטרף מחדש באמצעות תהליך הנקרא חיבור קצה לא הומולוגי (NHEJ) לאזור הקבוע הרצוי (γ, α או ε) . תהליך זה גורם לגן אימונוגלובולין המקודד נוגדן של איזוטיפ אחר.

קבוצה של נוגדנים יכולה להיקרא חד -ערך (או ספציפי) אם יש להם זיקה לאותו אפיטופ, או לאותו אנטיגן (אך אפיטופים שונים על המולקולה), או לאותו זן של מיקרואורגניזם (אך פוטנציאל אנטיגנים שונים על או בּוֹ). לעומת זאת, קבוצת נוגדנים יכולה להיקרא polyvalent (או לא ספציפי) אם יש להם זיקה לאנטיגנים או מיקרואורגניזמים שונים. אימונוגלובולין תוך ורידי, אם לא צוין אחרת, מורכב מ- IgG רב -ערך. לעומת זאת, נוגדנים חד שבטיים הם חד -ערךיים לאותו אפיטופ.

יישומים רפואיים:

גילוי נוגדנים מסוימים הוא צורה נפוצה מאוד של אבחון רפואי, ויישומים כגון סרולוגיה תלויים בשיטות אלה. לדוגמה, במבחנים ביוכימיים לאבחון מחלות, נאמר כדם של נוגדנים המכוונים נגד נגיף אפשטיין-בר או מחלת ליים מהדם. אם נוגדנים אלה אינם קיימים, או שהאדם אינו נגוע, או שהזיהום התרחש לפני זמן רב מאוד ותאי B היוצרים נוגדנים ספציפיים אלה התפרקו באופן טבעי. באימונולוגיה קלינית, רמות השיעורים האינדיביגלובולינים בודדים נמדדות על ידי נפלומטריה (או טורבידימטריה) כדי לאפיין את פרופיל הנוגדן של המטופל. גבהים בקבוצות שונות של אימונוגלובולינים מועילים לעתים לקביעת הגורם לנזק לכבד בחולים שהאבחנה עבורם אינה ברורה.

לדוגמה, IgA מוגבר מצביע על שחמת אלכוהולית, IgM מוגבר מצביע על הפטיטיס ויראלי ושחמת המרה העיקרית, בעוד ש- IgG מוגברת בדלקת כבד ויראלית, הפטיטיס אוטואימונית ושחמת. הפרעות אוטואימוניות ניתנות לעיתים קרובות לייחס לנוגדנים הקושרים את האפיטופים של הגוף עצמו, וניתן לאתר רבים באמצעות בדיקות דם. נוגדנים המכוונים נגד אנטיגנים על פני כדוריות הדם האדומות באנמיה המוליטית בתיווך חיסוני מזוהים בבדיקת Coombs. בדיקת Coombs משמשת גם להקרנת נוגדנים בהכנת עירוי דם וגם להקרנת נוגדנים בנשים לפני לידה. מעשית, מספר שיטות אימונודיאגנוסטיות המבוססות על גילוי נוגדן אנטיגן מורכב משמשות לאבחון מחלות זיהומיות, למשל ELISA, אימונו-פלואורסצנטי, כתם מערבי, אימונודיפוזיה, אימונואלקטרופורזה ואימוני-מבחן מגנטי. נוגדנים המוגדלים כנגד גונדוטרופין כוריוני אנושי משמשים בבדיקות הריון ללא מרשם. טיפול נוגדנים חד שבטיים ממוקד משמש לטיפול במחלות כגון דלקת מפרקים שגרונית, טרשת נפוצה, פסוריאזיס וצורות רבות של סרטן, כולל לימפומה שאינה הודג'קין, סרטן המעי הגס, סרטן הראש והצוואר וסרטן השד. חלק מהליקויים החיסוניים, כגון אגמגלובולינמיה המקושרת ל- X והיפוגמגלובולינמיה, גורמים לחוסר או חלקי של נוגדנים.מחלות אלה מטופלות לרוב על ידי גרימת צורה קצרה של חסינות הנקראת חסינות פאסיבית. חסינות פסיבית מושגת באמצעות העברת נוגדנים מוכנים בצורה של סרום אנושי או מבעלי חיים, אימונוגלובולין או נוגדנים חד שבטיים מאוגדים, אל האדם הפגוע.

גורם Rhesus, הידוע גם בשם אנטיגן Rhesus D (RhD), הוא אנטיגן המצוי באנשים תאי דם אדומים שהם Rhesus חיוביים (Rh+) בעלי אנטיגן זה על תאי הדם האדומים שלהם ואנשים שאינם שלילי רזוס (Rh –) אל. במהלך לידה רגילה, טראומת לידה או סיבוכים במהלך ההריון, דם מעובר יכול להיכנס למערכת האם. במקרה של אם וילד שאינם תואמים ל- Rh, ערבוב דם כתוצאה מכך עלול לגרום לרגישות של אם Rh לאנטיגן ה- Rh על תאי הדם של הילד Rh+, מה שמסכן את שארית ההריון וכל ההריונות הבאים, בסיכון להמוליט. מחלת היילוד.

נוגדני Rho (D) גלובולין חיסוניים ספציפיים לאנטיגן Rhesus D (RhD) אנושי. נוגדנים נגד RhD ניתנים כחלק ממשטר טיפול טרום לידתי כדי למנוע רגישות שעלולה להתרחש כאשר לאם שלילית ב- Rhesus יש עובר חיובי ל- Rhesus. טיפול באם עם נוגדנים נגד RhD לפני ומיד לאחר טראומה ולידה הורס אנטיגן Rh במערכת האם מהעובר. חשוב לציין שזה קורה לפני שהאנטיגן יכול לעורר תאי B אימהיים "לזכור" אנטיגן Rh על ידי יצירת תאי B זיכרון. לכן, מערכת החיסון ההומורלית שלה לא תייצר נוגדנים נגד Rh, ולא תתקוף את האנטיגנים של Rhesus של התינוקות הנוכחיים או הבאים. טיפול Rho (D) Globulin החיסונית מונע רגישות שעלולה להוביל למחלת Rh, אך אינו מונע או מטפל במחלה הבסיסית עצמה.

יישומי מחקר:

נוגדנים ספציפיים מיוצרים על ידי הזרקת אנטיגן ליונק, כגון עכבר, חולדה, ארנב, עז, כבשה או סוס לכמויות גדולות של נוגדנים. דם המבודד מבעלי חיים אלה מכיל נוגדנים פוליקלוניים והרבה נוגדנים הנקשרים לאותו אנטיגן ובסרום, שכיום ניתן לקרוא לו antiserum. אנטיגנים מוזרקים גם לתרנגולות לייצור נוגדנים פוליקלוניים בחלמון ביצה.

כדי להשיג נוגדן ספציפי לאפיטופ בודד של אנטיגן, לימפוציטים המפרישים נוגדנים מבודדים מן החיה ומונצחים על ידי התמזגותם עם קו תאים סרטניים. התאים המתמזגים נקראים hybridomas, ויגדלו ללא הרף ויפרישו נוגדנים בתרבית. תאי היברידומה בודדים מבודדים על ידי שיבוט דילול ליצירת שיבוטים של תאים שכולם מייצרים את אותו נוגדן שנוגדנים אלה נקראים נוגדנים חד שבטיים. נוגדנים פוליקלוניים וחד שבטיים מטוהרים לעתים קרובות באמצעות חלבון A/G או כרומטוגרפיה של זיקה אנטיגן.

במחקר, נוגדנים מטוהרים משמשים ביישומים רבים. הם משמשים לרוב לזיהוי ואיתור חלבונים תאיים וחוץ -תאיים. נוגדנים משמשים בציטומטריה של זרימה כדי להבדיל בין סוגי תאים על ידי החלבונים שהם מבטאים סוגים שונים של תאים מבטאים שילובים שונים של מקבץ של מולקולות בידול על פני השטח שלהם, ומייצרים חלבונים תאיים וניתנים להפרשה. הם משמשים גם בחיסוני הפרדה לחלבונים וכל דבר הקשור אליהם (שיתוף אי-אי-דלוף) ממולקולות אחרות בתא ליזאט של תאים, בניתוחי כתם מערביים לזיהוי חלבונים המופרדים על ידי אלקטרופורזה ובאימונוהיסטוכימיה או אימונו-קרינה לבחינת ביטוי חלבון בקטעי רקמות. או לאתר חלבונים בתוך התאים בעזרת מיקרוסקופ. ניתן לזהות ולכמת חלבונים גם עם נוגדנים, באמצעות טכניקות ELISA ו- ELISPOT.


צפו בסרטון: דרום אמריקה, מחלות גבהים, הרצאות עידו קינן (יָנוּאָר 2022).