HAPTENS: ZGODOVINA, FUNKCIJE, ZNAČILNOSTI, IMUNSKI ODZIVI - BIOLOGIJA - 2025

Hapten je neantigenski, nizko molekulsko maso ne-proteina molekula, ki je sposobna, da izzove imunski odziv le, če se veže na protein, ali ogljikovih hidratov «molekulsko prenašalec ali nosilec". Treba je opozoriti, da ga mnogi avtorji opisujejo kot "zelo majhen antigen".

Antigenska molekula ali antigen je v nekaterih besedilih opredeljen kot vsaka snov, ki se lahko z visoko specifičnostjo veže na protitelo, ki ga tvori celica B, ali na receptor na membrani T celice, ki so limfociti, odgovorni za humoralno in celično imunost. oz.

Komplet antigena-protiteles (Vir: Alejandro Porto prek Wikimedia Commons)

Antigeni so lahko molekule katere koli vrste, kot so beljakovine, presnovki, sladkorji, lipidi in njihovi derivati, hormoni, zdravila, nukleinske kisline itd.

Vendar pa imajo samo velike makromolekule antigene lastnosti, ki lahko sprožijo odziv limfocitov, potrebnih za proizvodnjo protiteles.

Vsaka tuje organizem se lahko šteje za antigen, vendar se izraz "imunogen" pogosto uporablja za označevanje tistih antigenov, ki učinkovito sprožijo odziv B limfocitov, ki proizvajajo protitelo.

Hapten je torej neimunogeni antigen, ki zahteva povezavo z makromolekulo, da sproži imunske odzive, značilne za imunogen.

Lastnosti

Ker je imunski sistem glavno "orožje" obrambe pred okužbami različnih vrst patogenov in pred katerim koli tujim predmetom ali snovjo, med drugim tudi človeško telo v svoje delovanje vloži veliko truda in energije. .

Vendar je človek skozi celo življenje redno izpostavljen tistim, kar bi lahko šteli za več antigenov, za katere imunski sistem lahko "odloči", na katero vrsto molekul se bo odzval in katero vrsto molekul zanemariti.

Eden od mehanizmov, ki ga imunski sistem uporablja pri odločanju, ali se na določen antigen odzove ali ne, je njegova velikost. Tako, kot je razloženo zgoraj, samo "velike" molekule, kot so beljakovine, fosfolipidi, zapleteni ogljikovi hidrati in nukleinske kisline, delujejo kot pravi imunogenovi.

Hapensi, ker so zelo majhne molekule, razen če so konjugirani z neko vrsto makromolekule, nimajo imunogenskih funkcij. Vendar znanstveniki v veji medicine, znani kot imunologija, menijo, da je haptens imunološko "orodje".

Razlog za zgornjo trditev je povezan s tem, da so nekateri raziskovalci predani nalogi, da določene haptene konjugirajo na druge večje molekule, ki delujejo pri njihovem "transportu" in postanejo imunogene, da bi dosegli, da posameznik proizvaja specifična protitelesa proti določenemu haptenu.

Molekula, ki izhaja iz zveze med haptenom in nosilno molekulo, je znana kot "sistem" ali "kompleks nosilcev hapten" in posamezniki, izpostavljeni temu sistemu (resnično imunogenski), proizvajajo protitelesa, ki se lahko na te molekule specifično vežejo Prosta oblika.

Praktična uporabnost

Torej, ena od glavnih funkcij sistemov nosilcev hapten je spodbujanje proizvodnje protiteles, ki se pogosto uporabljajo pri razvoju različnih analitičnih testov, zato so koristna z vidika raziskav in diagnoze. .

Eksperimentalna žival, ki je na primer izpostavljena haptenu, skupaj z beljakovinami, bo proizvedla protitelesa proti haptenu, proti epitopom ali antigenim determinantom molekule nosilca in proti mesti, ki se tvorijo na stičišču med haptenom in njegovim prenašalcem.

Ta lastnost sistema nosilca hapten ali transporta je koristna za preučevanje imunoloških učinkov majhnih sprememb v strukturi antigena na specifičnost imunskega odziva.

značilnosti

Hapense odlikuje predvsem njihova velikost in dejstvo, da so na splošno neproteinske organske molekule. Tu je kratek seznam glavnih značilnosti teh molekul:

- Kemične spojine z nizko molekulsko maso (manj kot 5 kDa). Lahko so celo zelo majhne funkcionalne skupine.

Hapten-nosilec kompleksa. Na sliki je hapten dinitrofenilna skupina (Vir: MantOs prek Wikimedia Commons)

- So molekule z antigensko specifičnostjo, vendar brez imunogenske moči ali, kar je enako, ne sprožijo tvorjenja protiteles, ampak jih lahko posebej prepoznamo v organizmih, imuniziranih s kompleksi nosilcev haptena.

- Imunogenetičnost kot antigeni pridobijo samo na molekulo "nosilca" ali "prevoznika" (od angleškega prevoznika), saj jih imunski sistem prepozna.

- So antivalentni z antigenega vidika, to je, da je število funkcionalnih antigenih dejavnikov, ki jih imajo hapteni, ki lahko vežejo protitelo, samo eno (za razliko od naravnega antigena, ki je polivalenten).

Imunski odzivi, povezani s haptenji in malo zgodovine

Večina sedanjega znanja o postopku predstavitve antigenov limfocitov B, pa tudi o vlogi teh celic pri razvoju humornih imunskih odzivov, izhaja iz različnih raziskav, kjer so želeli opaziti odziv protiteles v imuniziranem organizmu. s kompleksom hapten-transporterjev.

Karl Landsteiner je med letoma 1920 in 1930 svoje raziskave posvetil ustvarjanju kemično določenega sistema za preučevanje vezave posameznih protiteles, pri čemer so uporabili živali, imunizirane s konjugati hapten-nosilcev, in primerjali njihove serume s tistimi drugih živali. imunizirano s podobnimi hapteni, povezanimi z različnimi molekulami.

Njegovi primerjalni eksperimenti so bili namenjeni ugotavljanju, ali obstajajo navzkrižne reakcije (da isto protitelo prepozna več kot en antigen) med protitelesi, ki nastanejo kot odgovor na različne komplekse nosilcev haptena, s katerimi je lahko analiziral, katere modifikacije so preprečile ali dovolile te reakcije.

Landsteinerjevo delo je lahko razkrilo specifičnost imunskega sistema za majhne strukturne variacije imunogenskih determinatorjev antigenov, pa tudi veliko raznolikost epitopov, ki jih ta sistem lahko prepozna.

Značilnosti odzivov, ki jih povzročajo kompleksi nosilci hapten

Iz študij Landsteinerja in drugih raziskovalcev na tem področju je bilo mogoče prepoznati nekatere posebne značilnosti imunskih odzivov, ki jih povzroča imunizacija s proteinskimi kompleksi nosilcev haptena.

- Imunski odzivi zahtevajo sodelovanje posebnih B limfocitov za vsak hapten in specifičnih pomožnih T limfocitov za beljakovinski del prenašalca.

- Izziv odziva je mogoč le, če je hapten fizično vezan na beljakovine nosilce.

- Interakcija protitelo-antigen je omejena z molekulami glavnega kompleksnega sistema histokompatibilnosti razreda II.

Kasneje je bilo v zgodovini imunologije ugotovljeno, da so te lastnosti značilne tudi za odzive protiteles na katerikoli proteinski antigen.

Reference

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). E-knjiga o celični in molekularni imunologiji. Elsevier Health Sciences.
2. Igralec, JK (2019). Uvodna imunologija, 2. sklop: Osnovni pojmi za interdisciplinarne aplikacije. Akademski tisk.
3. Kennedy, M. (2011). Imunologija za lutke - neboleč pregled osnovnih pojmov (Zbornik).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, Cox, MM (2008). Lehningerjeva načela biokemije. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., in Stranford, SA (2013). Kuby imunologija (str. 692). New York: WH Freeman.