Anticorpos e Estrutura-Função das Imunoglobulinas

Anticorpos, também chamados imunoglobulinas, são glicoproteínas secretadas e ligadas à membrana que o sistema imune humoral utiliza para reconhecer antígenos com grande especificidade e para recrutar mecanismos efetores contra eles. Esta área orienta o leitor sobre como sua arquitetura compartilhada em forma de Y, sua divisão em classes, sua diversidade gerada geneticamente e suas funções efetoras conectam a estrutura à ação imunológica.

Definition

Anticorpos (imunoglobulinas) são glicoproteínas ligantes de antígenos produzidas por células da linhagem B, construídas a partir de cadeias pesadas e leves pareadas que formam regiões variáveis de ligação ao antígeno e uma região constante que determina a classe e a função efetora.

Scope

A área aborda a estrutura e os isotipos das imunoglobulinas, a geração genética da diversidade de anticorpos, as funções efetoras dos anticorpos, como opsonização e ativação do complemento, reações de hipersensibilidade mediadas por IgE e outras, e a engenharia de anticorpos monoclonais como ferramentas de pesquisa e terapêuticas. É uma visão geral educacional de referência que as enquadra como biologia e metodologia, em vez de orientação clínica.

Sub-topics

• Diversidade de Anticorpos: Recombinação V(D)J e Diversidade Juncional
• Funções Efetoras de Anticorpos e Opsonização
• Reações de Hipersensibilidade e Imunidade Mediada por IgE
• Estrutura da Imunoglobulina e Mudança de Isótipo
• Anticorpos Terapêuticos e Tecnologia de Anticorpos Monoclonais

Core questions

• Como a estrutura modular de uma imunoglobulina separa o reconhecimento do antígeno da função efetora?
• Como um repertório de anticorpos essencialmente ilimitado é gerado a partir de um genoma limitado?
• Como as diferentes classes de anticorpos engajam mecanismos efetores distintos?
• Como essas moléculas naturais são adaptadas em reagentes monoclonais definidos e terapêuticos?

Key concepts

• Cadeias pesadas e leves
• Regiões variáveis e constantes
• Fragmentos Fab e Fc
• Classes de imunoglobulinas (isotipos)
• Especificidade antígeno-anticorpo
• Funções efetoras
• Anticorpos monoclonais

Key theories

Seleção clonal

Cada célula B expressa uma única especificidade de anticorpo, e o antígeno seleciona e expande os clones cujos receptores ele se liga, explicando a especificidade e a memória da resposta humoral.

Geração somática de diversidade

A diversidade de anticorpos surge durante o desenvolvimento linfocitário por rearranjo somático de segmentos gênicos separados, em vez de ser totalmente codificada na linhagem germinativa.

Mechanisms

Um monômero de imunoglobulina consiste em duas cadeias pesadas idênticas e duas cadeias leves idênticas unidas por ligações dissulfeto em forma de Y. Os dois braços (Fab) carregam as regiões variáveis que se ligam ao antígeno, enquanto o tronco (Fc) carrega a região constante que determina a classe e dita quais sistemas efetores o anticorpo pode recrutar, como receptores Fc e complemento. A diversidade nas regiões variáveis é criada pela recombinação somática de segmentos gênicos durante o desenvolvimento das células B, e a região constante da cadeia pesada pode ser posteriormente trocada entre as classes sem alterar a especificidade do antígeno. Este design modular permite que uma especificidade de reconhecimento seja acoplada a diferentes resultados efetores entre as classes de anticorpos.

Clinical relevance

A biologia dos anticorpos sustenta os testes sorológicos, a proteção induzida por vacinas, a avaliação da imunodeficiência, os mecanismos de doenças alérgicas e autoimunes, e uma classe crescente de terapias com anticorpos monoclonais. A área descreve essas conexões no nível de mecanismo e metodologia e não é uma fonte de recomendações de diagnóstico ou tratamento.

History

A estrutura química dos anticorpos foi elucidada na década de 1960 por Porter e Edelman, que resolveram o modelo de quatro cadeias e os fragmentos Fab/Fc. O trabalho de Tonegawa nas décadas de 1970 e 1980 mostrou que a diversidade é gerada pelo rearranjo genético somático, e o método de hibridoma de Köhler e Milstein em 1975 tornou possível produzir anticorpos monoclonais definidos, abrindo a era moderna dos reagentes e terapêuticos de anticorpos.

Key figures

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

Seminal works

• tonegawa-1983
• kohler-milstein-1975

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre um anticorpo e uma imunoglobulina?

Os termos são essencialmente intercambiáveis; imunoglobulina refere-se à classe de glicoproteínas por sua estrutura, e anticorpo enfatiza sua função de ligação ao antígeno.

Que parte de um anticorpo decide sua classe?

A região constante da cadeia pesada (a porção Fc) define a classe ou isotipo e, assim, determina quais funções efetoras o anticorpo pode engajar, enquanto as regiões variáveis determinam a qual antígeno ele se liga.