Антигены и иммуногены

Антигены (иммуногены) — это любые вещества, которые  способны, при соответствующих условиях, индуцировать образование антител и специфически реагировать с образовавшимися  антителами.

Название антигены (АГ, Ag) исходило из того, что они могут стимулировать образование антител. Теперь мы знаем, что иммунная система состоит не только из антител. Современное определение АГ охватывает все вещества, которые могут быть распознаны адаптивной иммунной системой.

Толероген — АГ, который вызывает специфическую иммунную неотвечаемость благодаря своей молекулярной форме. Иммуноген, молекулярная форма которого изменена,   может стать толерогеном.

Аллерген —  это вещество, вызывающее аллергическую реакцию. Реакция (вредная) может возникнуть после   приема аллергена внутрь, ингаляции, инъекции или контакта с кожей.

Экзогенные антигены

Экзогенные АГ — это АГ, которые попали в организм снаружи, например, путем ингаляции, проглатывания или инъекции. В организме путем эндоцитоза или фагоцитоза эти АГ поглощаются   антигенпредставляющими клетками (АПК) и расщепляются (процессируются) в них на фрагменты.

Эндогенные антигены

Эндогенные АГ  — это АГ, которые были созданы внутри клетки, в результате нормального клеточного метаболизма или из-за вирусной или внутриклеточной бактериальной инфекции.

Аутоантигены

Аутоантигеном обычно является нормальный белок или комплекс белков (а иногда и ДНК или РНК), которые распознаются иммунной системой пациентов, страдающих специфическим  аутоиммунным заболеванием.  В нормальных условиях эти АГ  не должны   быть мишенью иммунной системы, но из-за главным образом генетических и экологических факторов у этих пациентов была потеряна нормальная иммунологическая толерантность к такому АГ.

Опухолевые антигены

Опухолевые АГ — это те АГ, которые представлены молекулами МНС I (молекулы гистосовместимости класс I) на поверхности опухолевых клеток. Эти Ag иногда могут быть представлены только опухолевыми , а не нормальными клетками/ В этом случае они называются опухолеспецифическими антигенами (ОСА) и обычно являются результатом специфической мутации опухоли.

Характеристики антигена

Иммуногенность

Способность стимулировать продуцирование антител или клеточные иммунные реакции.

Антигенность

Способность связывать антитела.

• Полный АГ.
• Неполный АГ или гаптен.

Неполные АГ имеют антигенные детерминанты, но не могут индуцировать иммунные ответы, потому что им не хватает одного или нескольких важных признаков, необходимых для этой функции.

Свойства антигена

• Чужеродность необходима для иммуногенности, поскольку реагирующие на своё клетки элиминируются во время онтогенеза лимфоцитов, оставляя только клетки, которые реагируют на «чужие» эпитопы.
• Специфичность
• Высокая молекулярная масса

Эпитопы антигенов

Эпитопы, или антигенные детерминанты, являются частями молекул АГ, которые физически взаимодействуют с паратопами (комплементарными участками) молекул иммунного ответа —    антител и, следовательно, фактически  определяют  антигенную специфичность.

Типы эпитопов

Непрерывные, содержатся в полисахаридах, а также как в нативных (не денатурированных), так и денатурированных белках, особенно в фибриллярных белках.  Специфичность зависит от первичной последовательности. Типичный размер длины составляет 5-6 субъединиц.

Прерывистые (включают несколько субъединиц, часто расположенных далеко друг от друга в первичной последовательности молекулы антигена) и, таким образом, обнаруживаются только в нативных (глобулярных) белках. Специфичность зависит от конформации или трехмерной формы, которая представляет собой комбинацию третичной и четвертичной структуры, поддерживаемой первичной и вторичной структурой.   Типичный размер трудно определить, но показано, что последовательности до 16 аминокислот в определенных белковых антигенах взаимодействуют с их комплементарным паратопом.

 Два разных эпитопа

В-лимфоциты распознают  эпитопы на поверхности  молекулы антигена, Т- лимфорциты распознают фрагменты  процессированных антигенов, представляемые им макрофагами, дендритными клетками и В-лимфоцитами — антигепрезентирующими клетками, АПК.

Классификация антигенов

Тимусзависимые антигены (TЗ-AГ):

Для индукции иммунного ответа необходимы Т-лимфоциты. Интерлейкины  АГ-специфического клона Т-лимфоцитов переключает синтез иммуноглобулинов в В -лимфоцитах с IgM  на другие классы. Это большинство белков и чужеродные эритроциты.

Тимуснезависимые антигены (TНЗ-AГ)

Иммунная реакция не требует участия Т-лимфоцитов.  (рис.4). Вместо этого они напрямую стимулируют специфические В-лимфоциты путем сшивания антигенных эпитопов с  рецепторами на поверхности В-лимфоцитов.  Эти молекулы в основном производят  IgM и IgG2  антитела и не стимулируют клетки долговременной  памяти. Большинство бактериальных полисахаридов (обнаруженные в бактериальных клеточных стенках) попадают в эту категорию. Определенные полисахариды, такие как LPS (липополисахарид), не только индуцируют специфические В-клетки, но также могут действовать как поликлональные В-клеточные стимуляторы.

Суперантигены (САГ)

САГ — это молекулы, которые являются мощными митогенами Т-лимфоцитов и одновременно связываются с молекулами МНС класса II. Они часто связаны с  продуктами стафилококков и участвуют в энтеротоксемии и синдроме токсического шока у людей. Суперантигены (СAГ) представляют собой секретируемые белки (экзотоксины), которые проявляют сильнодействующую митогенную активность (митогены), в отношении Т-лимфоцитов. По сравнению с нормальным антиген-индуцированным ответом Т-клеток, где активируется 0,001-0,0001% Т-клеток тела, САГ способны активировать до 20% Т-клеток организма. Это вызывает массивный иммунный ответ, который не специфичен для какого-либо конкретного эпитопа на САГ.

Митогены

Митогены — это агенты, которые вызывает митоз. Здесь означает активирует Т-клетки и / или В-клетки без помощи АПК.

• Лектины, например, конканавалин А (КонА).
• ЛПС (липополисахариды)
• Стафилококковый белок А (СПА)

Адъюванты

Латинские «адъюванс» означают помощь, особенно для достижения цели. Адъювант представляет собой вещество, которое помогает и усиливает фармакологическое действие лекарственного средства или повышает способность антигена стимулировать иммунную систему.

Классификация адъювантов

Адъювант Фрейнда

• Полный адъювант Фрейнда (ПАФ)
• Неполный адъювант Фрейнда (НАФ)

Липосомы

Неорганическое соединение

Цитокины

Биоразлагаемые наночастицы

Механизмы стимуляции иммунной системы адъювантами

• Длительное сохранение иммуногенных молекул в месте инъекции.
• Усиление ко-стимулирующих сигналов.
• Индукция образования гранулемы.
• Стимуляция пролиферации лимфоцитов неспецифическим образом

Другие антигены

Гетерофильный АГ: вид обычного антигена, существующего у человека, животных и микробов. Это АГ Форссмана. Своего рода общий АГ, существующий у человека, животных  и микробов.

Ксеногенный АГ. Этот антиген происходит из разных родов и родов. Например, патогенный антиген.

Идиотипический АГ. Молекула антитела — это своего рода инородная молекула, когда она синтезируется в организме животных.   Иммунная система распознает антитела как АГ, которые называют идиотипические антигены.