Anticuerpos y Estructura-Función de las Inmunoglobulinas

Los anticuerpos, también denominados inmunoglobulinas, son glicoproteínas secretadas y unidas a la membrana que el sistema inmunitario humoral utiliza para reconocer antígenos con gran especificidad y para reclutar mecanismos efectores contra ellos. Esta área orienta al lector sobre cómo su arquitectura compartida en forma de Y, su división en clases, su diversidad generada genéticamente y sus funciones efectoras conectan la estructura con la acción inmunológica.

Definition

Los anticuerpos (inmunoglobulinas) son glicoproteínas que se unen a antígenos, producidas por células del linaje B, construidas a partir de cadenas pesadas y ligeras emparejadas que forman regiones variables de unión a antígenos y una región constante que determina la clase y la función efectora.

Scope

Esta área examina la estructura y los isotipos de las inmunoglobulinas, la generación genética de la diversidad de anticuerpos, las funciones efectoras de los anticuerpos, como la opsonización y la activación del complemento, las reacciones de hipersensibilidad mediadas por IgE y otras, y la ingeniería de anticuerpos monoclonales como herramientas de investigación y terapéuticas. Se trata de una visión general de referencia educativa que los enmarca como biología y metodología, en lugar de como una guía clínica.

Sub-topics

• Diversidad de anticuerpos: Recombinación V(D)J y diversidad juncional
• Funciones efectoras de anticuerpos y opsonización
• Reacciones de Hipersensibilidad e Inmunidad Mediada por IgE
• Estructura de las inmunoglobulinas y cambio de isotipo
• Anticuerpos Terapéuticos y Tecnología de Anticuerpos Monoclonales

Core questions

• ¿Cómo separa la estructura modular de una inmunoglobulina el reconocimiento de antígenos de la función efectora?
• ¿Cómo se genera un repertorio de anticuerpos esencialmente ilimitado a partir de un genoma limitado?
• ¿Cómo interactúan las diferentes clases de anticuerpos con distintos mecanismos efectores?
• ¿Cómo se adaptan estas moléculas naturales en reactivos monoclonales definidos y terapias?

Key concepts

• Cadenas pesadas y ligeras
• Regiones variables y constantes
• Fragmentos Fab y Fc
• Clases de inmunoglobulinas (isotipos)
• Especificidad antígeno-anticuerpo
• Funciones efectoras
• Anticuerpos monoclonales

Key theories

Selección clonal

Cada célula B expresa una única especificidad de anticuerpo, y el antígeno selecciona y expande los clones cuyos receptores se unen a él, explicando la especificidad y la memoria de la respuesta humoral.

Generación somática de diversidad

La diversidad de anticuerpos surge durante el desarrollo de los linfocitos mediante el reordenamiento somático de segmentos génicos separados, en lugar de estar completamente codificada en la línea germinal.

Mechanisms

Un monómero de inmunoglobulina consta de dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas unidas por enlaces disulfuro en forma de Y. Los dos brazos (Fab) portan las regiones variables que se unen al antígeno, mientras que el tallo (Fc) porta la región constante que determina la clase y dicta qué sistemas efectores puede reclutar el anticuerpo, como los receptores Fc y el complemento. La diversidad en las regiones variables se crea mediante la recombinación somática de segmentos génicos durante el desarrollo de las células B, y la región constante de la cadena pesada puede cambiarse posteriormente entre clases sin alterar la especificidad antigénica. Este diseño modular permite que una especificidad de reconocimiento se acople a diferentes resultados efectores entre las clases de anticuerpos.

Clinical relevance

La biología de los anticuerpos subyace a las pruebas serológicas, la protección inducida por vacunas, la evaluación de inmunodeficiencias, los mecanismos de enfermedades alérgicas y autoinmunes, y una clase en expansión de terapias con anticuerpos monoclonales. Esta área describe estas conexiones a nivel de mecanismo y metodología y no es una fuente de recomendaciones diagnósticas o de tratamiento.

History

La estructura química de los anticuerpos fue dilucidada en la década de 1960 por Porter y Edelman, quienes resolvieron el modelo de cuatro cadenas y los fragmentos Fab/Fc. El trabajo de Tonegawa en las décadas de 1970 y 1980 demostró que la diversidad se genera por el reordenamiento somático de genes, y el método del hibridoma de Köhler y Milstein en 1975 hizo posible producir anticuerpos monoclonales definidos, abriendo la era moderna de los reactivos y terapias con anticuerpos.

Key figures

• Susumu Tonegawa
• César Milstein
• Georges Köhler
• Rodney Porter
• Gerald Edelman

Seminal works

• tonegawa-1983
• kohler-milstein-1975

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre un anticuerpo y una inmunoglobulina?

Los términos son esencialmente intercambiables; inmunoglobulina se refiere a la clase de glicoproteínas por su estructura, y anticuerpo enfatiza su función de unión a antígenos.

¿Qué parte de un anticuerpo decide su clase?

La región constante de la cadena pesada (la porción Fc) define la clase o isotipo y, por lo tanto, determina qué funciones efectoras puede activar el anticuerpo, mientras que las regiones variables determinan a qué antígeno se une.